Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K3, K4, K6 для самосборки кристаллических структур Y8Rh12Sn20-oS40, Lu16Zn20Ge24-oS60, Ba8Ir16In52-oS76

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Y8Rh12Sn20-oS40 (a = 4.387 Å, b = 26.212 Å, c = 7.155Å, V = 822.77 Å3), Lu16Zn20Ge24-oS60 (a = 4.179 Å, b = 18.368 Å, c = 15.050 Å, V = 1155.24 Å3), Ba8Ir16In52-oS76 (a = 4.485 Å, b = 29.052 Å, c = 13.687 Å, V = 1783.63 Å3) с пространственной группой Cmc21 (36). Для Y8Rh12Sn20-oS40 установлены 18 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 1 (1 вариант), N = 2 (11 вариантов), N = 3 (6 вариантов). Рассматривается вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров в виде сдвоенных тетраэдров K6 = 0@6(YSn3Rh2) и тетраэдров K4 = 0@4(YSn2Rh). Для Lu16Zn20Ge24-oS60 установлены 66 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 1 (1 вариант), N = 2 (25 вариантов), N = 3 (20 вариантов) и N = 4 (20 вариантов). Рассматривается вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки трех атомных кластеров-прекурсоров K3(D1) = 0@3(Lu Ge2), K3(D2) = 0@3(Lu Zn Ge), K3(D3) = 0@3(Lu Zn Ge), K3(D4) = 0@3(Lu Zn Ge), K3(D5) = 0@3(GeZn2). Для Ba8Ir16In52-oS76 установлены 129 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 2 (36 вариантов) и N = 3 (103 варианта). Рассматривается вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: пентагональных пирамид K6 = 0@6(BaIn5), тетраэдров K4a = 0@4(BaRhIn2) и тетраэдров K4b = 0@4(Rh2In2), колец K3 = 0@4(RhIn2) и атомов-спейсеров In. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки кристаллической структур Y8Rh12Sn20-oS40, Lu16Zn20Ge24-oS60, Ba8Ir16In52-oS76 из кластеров-прекурсоров K3, K4, K6 в виде: первичная цепь → слой → каркас.

About the authors

V. Y. Shevchenko

Branch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' – PИЯF–IХC

Author for correspondence.
Email: gdilyushin@gmail.com
199034, Russia, St. Petersburg, nab. Makarova, 2

G. D. Ilyushin

Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of the National Research Center 'Kurchatov Institute'

Email: gdilyushin@gmail.com
119333, Russia, Moscow, Leninsky Ave., 59

References

  1. Inorganic crystal structure database (ICSD). Fachinformationszentrum Karlsruhe (FIZ), Germany and US National Institute of Standard and Technology (NIST), USA.
  2. Pearson’s Crystal Data: Crystal Structure Database for Inorganic Compounds. ASM International, Materials Park, Ohio, USA.
  3. Blatov V.A., Shevchenko A.P., Proserpio D.M. Applied Topological Analysis of Crystal Structures with the Program Package ToposPro // Cryst. Growth Des. 2014. V. 14. № 7. P. 3576–3585. https://topospro.com/
  4. Wang Jian, Xia Sheng-Qing, Tao Xu-Tang, Schafer Marion C., Bobev Svilen. New ternary phosphides and arsenides. Syntheses, crystal structures, physical properties of Eu2ZnP2, Eu2Zn2P3 and Eu2Cd2As3 // Inorg Chem. 2013. V. 205. P. 116–121.
  5. Wang Jian, Yang Min, Pan Mingyan, Xia Shengqing, Tao Xutang, He Hua, Darone G., Bobev S. Synthesis, crystal and electronic structures, and properties of the new pnictide semiconductors A2CdPn2 (A = Ca, Sr, Ba, Eu; Pn = P, As, Sb) // Inorg. Chem. 2011. V. 50. P. 8020–8027.
  6. Xia S., Bobev S. Cation–Anion Interactions as Structure Directing Factors: Structure and Bonding of Ca2CdSb2 and Yb2CdSb2 // Journal of the American Chemical Society. 2007. V. 129. P. 4049–4057.
  7. Meot Meyer M., Venturini G., Malaman B., Steinmetz J., Roques B. Des nouveaux stannures ternaires de rhodium et d’elements des terres rares: TR2Rh3Sn6 ou TR = Y, Gd, Tb, Dy, Ho. Structures cristallines et magnetiquesdes Y2Rh3Sn5 // Materials Research Bulletin. 1984. V. 19. P. 1181–1186.
  8. Kranenberg C., Johrendt D., Mewis A. Neue ternaere Germanide: die Verbindungen Ln4Zn5Ge6 (Ln: Gd, Tm, Lu) // Z. Anorg. Allg. Chem. 2001. V. 627. P. 539–544.
  9. Jang Gyung-Joo, Yun Hoseop. Hafnium germanium telluride // Acta Cryst. 2008. V. E64. i27.
  10. Lee Changho, Jang Gyung-Joo, Yun Hoseop. Stoichiometric ZrGeTe4. Acta Cryst. 2007. V. E63. i182.
  11. Zhang F.X., Xu F.F., Mori T., Liu Q.L., & Tanaka T. Novel rare-earth borosilicide RE1–xB12Si3.3-δ (RE = Y, Gd–Lu) (0 ≤ x ≤ 0.5, δ ≈ 0.3): synthesis, crystal growth, structure analysis and properties // Journal of Solid State Chemistry. 2003. V. 170. P. 75–81.
  12. Zhuraleva M.A., Salvador J., Bilc D., Mahanti S.D., Ireland J., Kannewurf C.R., Kanatzidis M.G. Intermetallics as zintl phases: Yb2Ga4Ge6 and RE3Ga4Ge6 (RE = Yb, Eu): Structural response of a [Ga4Ge6]4 — ​framework to reduction by two electrons // Chemistry. 2004. V. 10. P. 3197–3208.
  13. Avzuragova V.A., Nesterenko S.N., Tursina A.I. LaRhAl, La3Rh3Al4, and Ce5Rh5Al6 as a new family of ternary aluminides // Russian Journal of Physical Chemistry. 2017. V. 91(2). P. 252–254.
  14. Palasyuk A.M., Corbett J.D. Ba IrIn4 and Ba2Ir4In13: Two In-rich polar intermetallic structures with different augmented prismatic environments about the cations. Inorg Chem. 2008. V. 47. № 20. P. 9344–9350.
  15. Ilyushin G.D. Theory of cluster self-organization of crystal-forming systems. Geometrical-topological modeling of nanocluster precursors with a hierarchical structure // Struct. Chem. 2012. V. 20. P. 975–1043.
  16. Shevchenko V.Yа., Medrish I.V., Ilyushin G.D., Blatov V.A. From clusters to crystals: Scale chemistry of intermetallics // Structural Chemistry. 2019. V. 30. P. 2015–2027.
  17. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: Clusters-Precursors K3, K4, K6 for the Self-Assembly of RbNa8Ga3As6-aP72, Sr2Ca4In3Ge6-oP56, and Sr8Li4In4Ge8-oP24 Crystal Structures // Glass Physics and Chemistry. 2024. V. 50. P. 87–100.
  18. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: Cluster-Precursors K13, K11, K4, and K3 for the Self-Assembly of Crystal Structures Ce56Ni24Si44-mS124 and Ba10La2Si12-oP48 // Glass Physics and Chemistry. 2024. V. 50. P. 1–9.
  19. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: New Clusters-Precursors K6 and K3 for the Crystal Structures of the Sr12Mg20Ge20-oP52, Sr2LiInGe2-oP24, and Sr2Mg2Ge2-oP12 Family // Glass Phys Chem. 2023. V. 49 (Suppl 1). P. S17–S27.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».