В 2022 году в Северо-Кавказском федеральном университете (СКФУ) была основана специализированная научно-исследовательская лаборатория, сосредоточившаяся на изучении перспективных материалов и лазерных сред. В течение трех лет команда высококвалифицированных ученых активно работает над усовершенствованием технологии синтеза оптической керамики, предназначенной для применения в микроэлектронике, оптике и фотонике. Исследования проводятся в рамках государственного задания, а также в рамках трех проектов Российского научного фонда (РНФ). На сегодняшний день научная группа разработала инновационный метод получения преобразователя излучения для белых источников света, обладающего высокой теплопроводностью и эффективностью.
По словам руководителя проекта, кандидата химических наук, заведующего лабораторией и доцента кафедры физики и технологии наноструктур и материалов СКФУ Виталия Таралы, перед командой сейчас стоит множество задач. Одной из самых актуальных является разработка керамических преобразователей для сверхъярких светодиодов. Такие мощные и компактные источники света могут оказаться крайне полезными в таких областях как локомотивостроение, авиастроение и судостроение, а также в горнодобывающей промышленности — во всех ситуациях, где актуально использование высокоинтенсивных источников белого света.
Виталий Тарала отметил, что с точки зрения теплофизических и люминесцентных характеристик, разработанные их научной командой керамические преобразователи значительно превосходят традиционные порошковые люминофоры, которые в настоящее время широко используются при производстве светодиодов. Кроме того, ученые уже создали экспериментальные образцы люминесцентной керамики, и метод их получения был успешно запатентован. Экземпляры, созданные в лабораторных условиях на основе иттрий-алюминиевого граната, легированного катионами церия (YAG.CE), демонстрируют высокую интенсивность люминесценции на длине волны около 545 нанометров при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 450 нанометров.
Данные разработки ведутся в рамках нацпроекта «Наука и университеты» и программы академического лидерства «Приоритет-2030». Ректор университета, Дмитрий Беспалов, выделил значимость этих технологий: «Использование разработок ученых СКФУ способствует достижению приоритетов научно-технологического развития России в области экологически чистой и ресурсосберегающей энергетики. Я уверен, что такие технологические инновации укрепляют национальные позиции на международной арене и стимулируют создание новых производств в энергетической отрасли».
Таким образом, работа научной команды СКФУ не только вносит вклад в развитие науки и образования, но также открывает новые горизонты для применения светодиодов в различных отраслях. Разработка керамических преобразователей, способных обеспечить высокий уровень люминесценции и эффективно перерабатывать лазерное излучение, может стать ключом к созданию новых, более эффективных систем освещения. Исследования в этой сфере также показывают, как взаимодействие науки и массы может привести к практическим результатам, которые будут полезны не только в России, но и за ее пределами.