Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K15, K6, K5, K4 для самосборки кристаллических структур Pu31Rh20-tI204, Pu20Os12-tI32, (Pu4Co)2(Pu4)-tI28, (Ti4Ni)2(Bi4)-tI28, Bi4-tI8

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур с пространственной группой I4/mcm: Pu31Rh20-tI204: a = 11.076 Å, c = = 36.933 Å, V = 4530.86 Å3, Pu20Os12-tI32: a = 10.882 Å, c = 5.665 Å, V = 670.8 Å3 (Pu4Co)2(Pu4)-tI28: a = 10.475 Å, c = 5.340 Å, V = 585.9Å3 (Ti4Ni)2(Bi4)-tI28: a = = 10.554 Å, c = 4.814 Å, V = 536.2Å3, Bi4-tI8: a = 8.518 Å, c = 4.164 Å, V = 302.15 Å3. Для кристаллической структуры Pu31Rh20-tI204 установлены 113 вариантов кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 4 (14 вариантов), 5 (61 вариантов) и 6 (38 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием трех типов каркас-образующих полиэдров: K15 = = Pu@14(Rh2Pu5)2 с симметрией –42m, сдвоенных пирамид K10 = (Rh@Pu4)2 с симметрией 4, октаэдров K6 = 0@8(Rh2Pu6) c симметрией mmm и спейсеров Rh. Для кристаллической структуры Pu20Os12-tI32 определены каркас-образующие полиэдры в виде пирамиды K5 = 0@OsPu4 с симметрией 4, и спейсеры Pu и Os. Для кристаллической структуры (Ti4Ni)2(Bi4) определены каркас-образующие пирамиды K5 = = 0@Ti4Ni и тетраэдры K4 = 0@Bi4. Для кристаллической структуры (Pu4Co)2(Pu4)-tI28 определены каркас-образующие пирамиды K5 = 0@ Pu4Co и тетраэдры K4 = 0@Pu4. Для кристаллической структуры Bi4-tI8 определены каркас-образующие тетраэдры K4 = 0@Bi4. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Об авторах

В. Я. Шевченко

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: shevchenko@isc.nw.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова 2

Г. Д. Илюшин

Федеральный научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника”

Автор, ответственный за переписку.
Email: gdilyushin@gmail.com
Россия, 119333, Москва, Ленинский пр. 59

Список литературы

  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 (PCDIC) ASM International: Materials Park, OH.
  3. Cromer D.T. Plutonium-platinum Pu2Pt //Acta Crystallographica B. 1978. V. 34. P. 2608–2610.
  4. Cromer D.T., Larson A.C. The structure of Pu5Pt3 // Acta Crystallographica B. 1975. V. 31. P. 1758–1759.
  5. Beznosikova A.V., Chebotarev N.T., Lukyanov A.S., Chernyi A.V., Smirnova A.E. Crystal structures of Pu5Ru3, Ph5Rh3, Pu5Os3, Pu5Ir3, Pu5Pt3 // Atomnaya Energiya. 1974. V. 37. P. 144–148.
  6. Cromer D.T., Larson A.C. The crystal structure of Pu31Pt20 and Pu31Rh20 // Acta Crystallographica B. 1977. V. 33. P. 2620–2627.
  7. Cromer D.T. Plutonium-rhodium Pu5Rh4. The crystal structures of the compounds Pu5 Rh4 and Pu5Ir4 // Acta Crystallographica B. 1977. V. 33. P. 1993–1995.
  8. Kutaitsev V.I., Chebotarev N.T., Andrianov M.A., Konev V.N.,Lebedev I.G., Bagrova V.I., Beznosikova A.V., Kruglov A.A., Petrov P.N., Smotritskaya E.S. Phase diagrams of plutonium with metals of groups IIA, IVA, VIII, and IB // Soviet Atomic Energy. 1967. V. 23. P. 1279–1287.
  9. Erdman B., Keller C. The preparation of actinide (+ zirconium and hafnium) – noble metal alloy phases by coupled reductions // Inorganic and Nuclear Chemistry Letters. 1971. V. 7. P. 675–683.
  10. Kutaitsev V.I., Chebotarev N.T., Lebedev I.G., Andrianov M.A., Konev V.M., Menshikova T.S. Phase diagrams of plutonium with metals of groups IIA, IVA, VIII, and IB // Plutonium 1965, Proc. Int. Conf. 1967. P. 420–449. Atomnaya Energiya. 1967. V. 23 P. 511–519.
  11. Land C.C., Peterson D.E., Roof R.B. Phase invetigations of the Pu–Pt, Pu–Rh, and Pu–Pt–Rh systems // Journal of Nuclear Materials. 1978. 75. P. 262-273
  12. Erdman B., Keller C. Noble metal alloy phases, preparation and properties // Journal of Solid State Chemistry. 1973. 7. P. 40-48
  13. Land C.C., Peterson D.E., Roof R.B. Phase investigations of the Pu–Pt, Pu–Rh, and Pu–Pt – Rh systems // Journal of Nuclear Materials. 1978. 75. P. 262–273.
  14. Lawson A.C. Jr., Williams A., Huber J.G., Roof R.B. Jr. Magnetic structure of UPt // Journal of the Less-Common Metals. 1986. V. 120. P. 113–122.
  15. Degtyareva O., McMahon M.I., Nelmes R.J. Crystal structure of the high pressure phase of bismuth Bi-III // Materials Science Forum. 2001. V. 378. P. 469–474.
  16. Ilyushin G.D. New Cluster Precursors K5 Pyramids and K4 Tetrahedra for Self-Assembly of Crystal Structures of Mn4(ThMn4)(Mn4)-tI26, Mn4(CeCo4)(Co4)-tI26, and MoNi4-tI10 Families // Crystallography Reports. 2022. V. 67. Issue 7. P. 1088–1094.
  17. Shevchenko V.Y., 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.
  18. Ilyushin G.D. Intermetallic Compounds NakMn (M = K, Cs, Ba, Ag, Pt, Au, Zn, Bi, Sb): Geometrical and Topological Analysis, Cluster Precursors, and Self-Assembly of Crystal Structures // Crystallography Reports. 2020. V. 65. № 4. P. 539–545.
  19. Ilyushin G.D. Intermetallic Compounds KnMm (M = Ag, Au, As, Sb, Bi, Ge, Sn, Pb): Geometrical and Topological Analysis, Cluster Precursors, and Self-Assembly of Crystal Structures // Crystallography Reports. 2020. V. 65. № 7. P. 1095–1105.
  20. Ilyushin G. D. Intermetallic Compounds CsnMk (M = Na, K, Rb, Pt, Au, Hg, Te): Geometrical and Topological Analysis, Cluster Precursors, and Self-Assembly of Crystal Structures // Crystallography Reports. 2022 V. 67. Iss. 7. P. 1075–1087.
  21. 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.

© В.Я. Шевченко, Г.Д. Илюшин, 2023

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».