Кластерная самоорганизация интерметаллических систем. Новые кластеры-прекурсоры K15, K11, K6 для самосборки кристаллической структуры Yb72Sn46-tP118

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) осуществлены комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур интерметалидов Yb72Sn46-tP118 (a = 11.076 Å, c = 36.933 Å, V = 4530.86 Å3, пр. группа P 4/mbm). Для кристаллической структуры Yb72Sn46-tP118 установлено 195 вариантов кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 5 (24 варианта), 6 (86 вариантов) и 7 (85 вариантов). Рассмотрен вариант наиболее быстрой самосборки с участием трех типов кластеров-прекурсоров, формирующих слои из октаэдров K6 = 0@6(Yb4Sn2) с симметрией g = 4/m, полиэдров K11 = = Sn@10(Yb8Sn2) с симметрией g = –1 и полиэдров K15 = Yb@14(Yb10Sn4) с симметрией g = 2 mm, а также атомов-спейсеров Yb и Sn. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. Я. Шевченко

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Author for correspondence.
Email: shevchenko@isc.nw.ru
Russian Federation, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

Г. Д. Илюшин

Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника»

Email: gdilyushin@gmail.com
Russian Federation, 119333, Москва, Ленинский пр., 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 (PCDIC) ASM International: Materials Park, OH.
  3. Harris I.R., Raynor G.V. Rare earth intermediate phases. I. Phases formed with tin and indium // Journal of the Less-Common Metals. 1965. V. 9. P. 7–19.
  4. Zintl E., Neumayr S. Ueber Legierungsphasen vom Typus NaPb3 // Zeitschrift fuer Elektrochemie. 1933. V. 39. P. 86–97.
  5. Ge Minghui, Corbett J.D. Crystal structure of triytterbium pentastannide Yb3Sn5 // Zeitschrift fuer Kristallographie — New Crystal Structures. 2011. V. 226. P. 445–446.
  6. Palenzona A., Cirafici S. The ytterbium-tin system // Journal of the Less-Common Metals. 1976. V. 46. P. 321–326.
  7. Eckerlin P., Meyer H.J., Woelfel E. Die Kristallstruktur von CaSn und CaGe // Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie. 1955. V. 281. P. 322–328.
  8. Palenzona A., Manfrinetti P., Fornasini M.L. Phase diagram of the Ca-Sn system // Journal of Alloys and Compounds. 2000. V. 312. P. 165–171.
  9. Ganguli A.K., Guloy A.M., Leon Escamilla E.A., Corbett J.D. Ca31Sn20 and related compounds: novel Zintl phases containing dimers and pentamers of tin or lead // Inorganic Chemistry. 1993. V. 32. P. 4349–4353.
  10. Leon Escamilla E.A., Corbett J.D. Solid state compounds with tin-tin bonding. Yb36Sn23: A novel compound containing oligomeric tin anions // Inorganic Chemistry. 1999. V. 38. P. 738–743.
  11. Migas D.B., Miglio L., Shaposhnikov V.L., Borisenko V. E. Comparative study of structural, electronic and optical properties of Ca2Si, Ca2Ge, Ca2Sn, and Ca2Pb // Physical Review, Serie 3. B — Condensed Matter. 2003. V. 67. P. 205203–1–205203–7.
  12. Iandelli A., Palenzona A. Das Verhalten des Ytterbiums mit den Metallen der achten Gruppe desperiodischen Systems // Revue de Chimie Minerale. 1976. V. 13. P. 55–61.
  13. Elliott R. P. Laves phases of the rare earths with transition elements // Rare Earths in Modern Science and Technology (Rare Earth Res. Conf.). 1965. P. 215–245.
  14. Kershner C.J., de Sando R.J., Heidelberg R.F., Steinmeyer R.H. Rare earth polonides // Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. (1966), 28(*), 1581–1588.
  15. Bonville P., Imbert P., Jehanno G. Low-temperature Mossbauer study of170Yb in YbBe13 // Journal of Physics F. 1986. V. 16. P. 1873–1883.
  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. 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 (М = 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 (М = 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 (М = Na, K, Rb, Pt, Au, Hg, Te): Geometrical and Topological Analysis, Cluster Precursors, and Self-Assembly of Crystal Structures // Crystallography Reports. 2022 Vol. 67. Issue 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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Yb72Sn46-tP118. Cluster precursors. The numbers are the bond lengths of atoms in Å.

Download (196KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Yb72Sn46-tP118: (a) layer S32-A, (b) layer S32-B, (c) layer S32-C.

Download (419KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Yb72Sn46-tP118. S33 frame.

Download (363KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences