Софья Демина, Младший научный сотрудник отделения прикладной радиохимии АО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина» (входит в Научный дивизион “Росатома”), рассказала о школьных мечтах, защите диссертации на соискание ученой степени кандидата наук и работе на стыке научных дисциплин.
Не осознавала, что уже занимаюсь наукой!
В десятом классе, учась в школе в Новокузнецке, я мечтала стать астрофизиком, но думала — и тогда мне казалось, что я трезво оцениваю свои силы, — что в науку я не смогу даже войти, не то что построить карьеру. Тем не менее, я заинтересовалась геологией и поступила в СПбГУ. На первом курсе, исполняя еще одну детскую мечту, писала курсовую на кафедре палеонтологии. А на втором курсе выбрала кафедру кристаллографии.
В кристаллографии много направлений и тем; меня привлекла люминесценция — явление нетеплового свечения веществ. Если честно, я думала, что мы будем изучать как именно светятся люминофоры, вещества, способные к люминесценции. Оказалось, задача стояла другая: специалисты по кристаллохимии изучают зависимость свойств кристаллов от их строения, и проектируют новые кристаллы с заданными свойствами.
Кристаллохимия меня втянула, мне нравилось ей заниматься и у меня получалось. Я даже не осознавала, что занимаюсь настоящей наукой, и не заметила, как стала ученым! Получается, это осознание связано не с конкретной датой или событием, а с постепенным развитием способности самостоятельно анализировать информацию и приходить к научным выводам.
Аспирантура за год
Со второго курса моим научным руководителем стал доктор геолого-минералогических наук Станислав Филатов, почетный профессор, который многое сделал для развития кристаллографии. Совместно с доктором химических наук Риммой Бубновой они основали свою научно- педагогическую школу «Высокотемпературной кристаллохимии», где в числе прочего изучается разработка новых материалов на основе боратов. Так на стыке боратов и люминофоров, геологии и химии, и возникла моя диссертационная работа.
Обучение в аспирантуре длится год, на второй год сдается экзамен по специальности, а дальше — ведешь свое исследование. Так как я занималась своей темой со второго курса, моя работа была почти готова, поэтому я договорилась сдать экзамены в первый же год и сразу защититься.
Софья Демина защитила кандидатскую диссертацию в 25 лет, побив рекорд среди ученых «Росатома», который держался с 2018 года.
Твердые растворы и намеренные дефекты
Тема моей работы: «Новые твердые растворы на основе барий-содержащих боратов висмута и иттрия: термическое поведение, кристаллическое строение и фотолюминесценция». Звучит страшнее, чем есть на самом деле!
Твердые растворы — однородные твердые вещества, в составе которых есть несколько элементов в разной концентрации. Концентрация элементов может меняться в определенных пределах, но твердый раствор при этом сохраняет свою кристаллическую структуру — структуру одного из его компонентов. Компонентами могут быть как чистые элементы, так и соединения. «Растворенный» компонент может вести себя по-разному: встраиваться в промежутки решетки структурного компонента, замещать собой его молекулы, и даже «выкидывать» молекулы решетки. Понимая поведение таких веществ, можно создавать материалы с заранее заданными свойствами — настоящая технология будущего!
В работе я искала и изучала такие новые материалы, которые могут заменить использующиеся сегодня кристаллы в лазерной технике. В частности, заменить иттрий-алюминиевый гранат, довольно дорогой в производстве и ограниченный по цветопередаче.
Каждый элемент в таких растворах играет свою роль. Иттрий — самый дешевый из редкоземельных элементов с подходящими свойствами, поэтому растворы на его основе дешевле масштабировать и внедрять. Висмут создает дефекты в материале, когда встраивается в его структуру, что позволяет изучать люминесценцию нового материала.
Хотя исследование Софьи Деминой несло фундаментальный характер, оно учитывало дальнейшие перспективы внедрения таких растворов: барий-содержащие бораты иттрия и висмута оказались проще в синтезе, не уступая в свойствах. Подобные им вещества активно используются в световых вывесках, экранах телефонов и мониторов — за счет новых растворов можно удешевить их производство и снизить энергопотребление.
«Идея немножко интересная»: стажировка в институте «Росатома»
О возможности стажировки в Радиевом институте им. Хлопина я узнала, когда училась в магистратуре. Написала любопытный кейс по разделению изотопов бора, и вскоре мне позвонил мой будущий наставник с предложением обсудить работу. Сказал, что моя идея «немножко интересная». Три года работала там стажером, а теперь я младший научный сотрудник.
Стажировка помогла мне выйти за грани привычного. Осознать, что междисциплинарные исследования очень важны, и если ты способен ориентироваться на междисциплинарном уровне, то можешь стать очень перспективным сотрудником.
Сейчас я учусь работать на электронном микроскопе со стеклами и разными материалами. В кристаллографии меня учили изучать кристаллы и минералы, так что тут я раскрываю новые возможности этого инструмента. Как специалист по кристаллографии, помогаю коллегам по лаборатории рассчитывать кристаллические структуры. В общем, идет полноценный обмен знаниями, работа на стыке дисциплин.
Мой любимый предмет в лаборатории — монокристальный дифрактометр, который я использовала в процессе работы над диссертацией. Очень сложно было получить к нему доступ, поэтому он для меня самый ценный.
Пока «знакомлюсь» с новыми возможностями электронного микроскопа, ищу новую тему для исследования. Обсуждаем с наставниками перспективы радиолюминофоров. Также мне хочется заняться боратами для медицинских лазерных технологий.
Подписывайтесь на наш канал и следите за новостями российской науки!