Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K3, K5, и K6 для самосборки кристаллических структур Yb4Ni6Al23-mS66 и U4Ni5Al18-mS54

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Yb4Ni6Al23-mS66 (a = 15.834 Å, b = 4.069 Å, c = 18.180 Å, V = 1079.47 Å3, β = 112.84 °, C2/m, (no. 12) и U4Ni5Al18-mS54 (a = 15.547 Å, b = 4.061 Å, c = 16.458 Å, β = 120.00°, V = 899.89 Å3, Cm (no. 8). Для Y4Ni6Al23-mS66 установлены 85 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 3 (6 вариантов), N = 4 (54 варианта) и N = 5 (25 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием кластеров: K6(–1) = 0@6(Yb2Ni2Al2) и K6 = 0@6(Al2NiAlAl2), K4 = @4(YbNiAl2) в виде тетраэдра, K3 = 0@3 (Al3) в виде трех колец и атомов-спейсеров Al. Для U4Ni5Al18-mS54 установлены 1023 варианта выделения кластерных структур с числом кластеров N = 4 (88 вариантов), N = 5 (485 варианта), N = 6 (442 варианта). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием кластеров: K6a = 0@6(UNiAl5), K6b = 0@6(UNiAl5), K6c = 0@6(U2Al2Ni2) в виде сдвоенных тетраэдров, кластеров K3 = 0@3(NiAl2) и атомов-спейсеров Ni5, Al3, Al4. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D-структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.

About the authors

G. D. Ilyushin

Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics (KKCiP) – 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 (PCDIC) ASM International: Materials Park, OH.
  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. P. 3576–3586. https://topospro.com/
  4. Manyako M.B., Yanson T.I., Bodak O.I., Cerny R., Yvon K. Crystal structure of ytterbium nickel aluminium, Yb4Ni6Al23. // Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials. 1996. V. 211. P. 219.
  5. Gladyshevskii R.E., Parthe E. Structure of monoclinic Y4Ni6Al23. //Acta Cryst. 1992. C. 48. P. 232–236.
  6. Delsante S., Borzone G. The Gd-Ni-Al system: Phase formation and isothermal sections at 500 °C and 800 °C. // Intermetallics. 2014. V. 45 (1–2). P. 71–79.
  7. Delsante S., Parodi N., Novakovic R. Borzone G. Phase Relations of the Sm–Ni–Al Ternary System at 800 °C in the 30–100 at. % Al Region. //J. Phase Equilib. Diffus. 2024. V. 45. P. 639–652.
  8. Gout D., Benbow E., Gourdon O., Miller G.J. Crystallographic, electronic and magnetic studies of Ce4Ni6Al23: a new ternary intermetallic compound in the cerium–nickel–aluminum phase diagram. // Journal of Solid State Chemistry. 2003. V. 174 (2). P. 471–481.
  9. Grin' Yu., Rogl P., Aksel'rud L.G., Pertlik F. X-Ray studies in the systems ZrNi5–xOx and UNi5–xAlx // Journal of the Less Common Metals. 1973. V. 33. No 3. P. 321–325.
  10. 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-aP48. // Glass Physics and Chemistry. 2024. V. 50. No 1. P. 1–9.
  11. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: Clusters-Precursors K3, K4, and K6 for the Self-Assembly of RbNa8Ga3As6-oP72, Sr2Ca4In3Ge6-oP56, and Sr8Li4In4Ge8-oP24 Crystal Structures. // Glass Physics and Chemistry. 2024. V. 50. No 2. P. 87–100.
  12. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: K3, K4, and K6 Clusters-Precursors for the Self-Assembly of Li28Cu4Si8-oP40, La12Rh12Al16-oP40, and Ca8Pt12Sn20-oP40 // Glass Physics and Chemistry. 2025. V. 51. No 1. P. 1–14.
  13. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: K3, K4, and K6 Clusters-Precursors for the Self-Assembly of Y8Rh12Sn20-oS40, Lu16Zn20Ge24-oS60, and Ba8Ir16In52-oS76 Crystal Structures. // Glass Physics and Chemistry. 2025. V. 51. No 1. P. 15–23.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences