ИСТИНА

Цель проекта – получение новых тройных германидов - интерметаллических соединений, демонстрирующих сильные электронные корреляции; изучение их кристаллических структур и физических свойств. Выполнение проекта направлено на решение фундаментальной научной проблемы создания теоретических моделей, описывающих физику сложных явлений сильно коррелированных электронных систем Задача проекта – выполнить комплексное изучение тройных систем Ce-(Ru,Pd,Rh.Ir)-Ge: определить химические составы, условия синтеза, кристаллические структуры, магнитные и транспортные свойства новых тройных интерметаллидов указанных систем, а также влияние химического состава и параметров кристаллического строения на физические характеристики новых соединений. Среди тройных систем указанного типа есть совсем не исследованные или исследованные частично, поэтому выполнение задачи данного проекта существенно дополнит объем знаний в области химии, кристаллохимии и физики тройных германидов с сильными электронными корреляциями.

In 2016 the most important results are listed below. 1) 52 new Ce-based alloys in the ternary systems Ce-{Ru, Rh, Pd, Ir}-Ge were synthesized, annealed, and studied 2) X-ray diffraction (XRD) and X-ray local (LRSA) analysis revealed the chemical compositions of 13 new ternary intermetallics, and for some of them the crystal structures were determined. 3) The crystal structures of CeRuGe5, Ce26Ru13Ge4, Ce4Ir13Ge9, CeGe2, Ce8Pd24Ge, Ce2Ir3Ge5, Yb2PdGe6 were investigated (these for CeRuGe5, Ce4Ir13Ge9, Ce2Ir3Ge5 were studied by single crystal X-ray diffarction techniques, as well as for a solid solution Ce5(Ir, Ge)4 based on binary Ce5Ge3. 4) A set of single phase (or nearly single-phase) alloys suitable for the physical properties measurements was prepared: 5 alloys. 5) Samples of three intermetallic compounds - CeRuGe5, Ce2RhGe3 and Ce4Rh4Ge3, - were given to the measurement of physical parameters of the specialists in the field of low temperature physics. The properties of two of them - CeRuGe5 and Ce2RhGe3 - have been studied in 2016. 6) Bisides CeRuGe5 and Ce2RhGe3, physical properties of Ce2Rh(3+x)Ge(1-x) solid solution were studied in detaile on the two samples from different points of homogeneity region, as well as the low-temperature properties of the Ce3Pd3Si4 The latter compound is important so as its analogue 334 germanide might exists in the Ce-Pd-Ge system. Ternary Ce-Ru-Ge system is close to be finished . One person of our team was able to participate in the work of the 20th International Conference Solid Compounds of Transition Elements (SCTE2016) from 11 to 15 April 2016 in Zaragoza (Spain). Three posters were 3 presented there: about crystal structures and physical properties of the solid solution alloys Ce2Rh3 + xGe1-x, Ce3Ir2Ge2 and Ce3Pd4Si4. One report was done in VIII National Crystal Chemical Conference (Suzdal, 30 May - 3 June 2016) (crystal structure of a new intermetallic Ce26Ru13Ge4).

1) будут синтезированы, отожжены и изучены не менее 30 новых сплавов; 2) будут определены кристаллические структуры не менее пяти новых тройных германидов; 3) кристаллические структуры не менее двух соединений будут определены методом РСА монокристалла, который дает наиболее полный и наиболее надежный структурный результат; 4) будут получены не менее 2 образцов однофазных сплавов; 5) в 2017 году будут получены первые сведения о физических свойствах тройных соединений, уже переданных нами исследователям-физикам – CeRh2Ge и Ce3Rh12Ge4. 6) будут опубликованы 2 статьи в международных журналах;

За последние 20 лет на кафедре общей химии МГУ получены данные о взаимодействии компонентов в более чем 15 тройных системах типа R-T-X. Наиболее подробно выполнено изучение тройных соединений и фазовых равновесий в системах Ce-Rh-Si, Ce-Ir-Si, Ce-Pd-Si и Ce-Pt-Si, которые являются аналогичными тем германиевым системам, которые предлагается изучить в настоящем проекте. Обнаружены и изучены несколько десятков новых тройных интерметаллидов. Более 15 являются родоначальниками новых структурных типов. Свойства, обусловленные сильными электронными корреляциями, наблюдали у CeRu2Si2, Ce3Pd20Si6, Ce3Pd20Ge6, Ce3Pt23Ge11 YbPt3Si, CePdAl, CeRuSi2, Ce3Pd4Si4, Yb3Pt23Si11. Получены экспериментальные результаты о взаимодействии компонентов в тройных системах Ce-Ru-Ge [1] и Ce-Pd-Ge [2], в которых были обнаружены следующие тройные фазы с неизвестными кристаллическими структурами: Ce50Ru25Ge25, Ce62Ru10Ge28, Ce62Ru28Ge10, Ce5Pd68Ge27, Ce16Pd57Ge27, Ce50Pd20Ge30, Ce62Pd8Ge30, Ce50Pd30Ge20, Ce58Pd20Ge22 (ат. %). В настоящем проекте предлагается продолжить изучение этих двух систем как в части определения кристаллических структур указанных фаз, так и в части проверки отдельных участков диаграмм. Другие две системы Ce-Rh-Ge и Ce-Ir-Ge не были исследованы в полном интервале концентраций. Из имеющихся в литературе публикаций по отдельным тройным фазам из этих систем часть уже собрана участниками нашего проекта. Кроме работы с германидами церия в нашем коллективе были выполнены работы по изучению германидов самария, иттербия. Участники нашего коллектива также изучали другие тройные системы с элементами 13 группы Al, Ga, In. В России кафедра общей химии МГУ является единственным научным коллективом, изучающим такие интерметаллиды. Опыт нашего коллектива, экспериментальные наработки по этой и смежным темам, достаточная квалификация сотрудников делают реальным качественное выполнение плана предлагаемого проекта для достижения поставленных задач.

1) Синтезированы, отожжены и изучены 52 новых сплава тройных систем Ce – {Ru,Rh,Pd,Ir} – Ge. 2) Методами рентгенофазового (РФА) и локального рентгеноспектрального (ЛРСА) анализов обнаружены 13 новых тройных интерметаллических соединений (ИМС): установлены их химические составы, а для части их них определены кристаллические структуры. 3) Определены кристаллические структуры германидов CeRuGe5, Ce26Ru13Ge4, Ce4Ir13Ge9, CeGe2, Ce8Pd24Ge, Ce2Ir3Ge5, Yb2PdGe6; при этом кристаллические структуры соединений CeRuGe5, Ce4Ir13Ge9, Ce2Ir3Ge5, а также твердого раствора Ce5(Ir,Ge)4 на основе двойного ИМС Ce5Ge3 были изучены методом рентгеноструктурного анализа (РСА) монокристалла, который дает наиболее полный и наиболее надежный структурный результат. 4) В виде однофазных (или почти однофазных) сплавов, годных для изучения физических свойств, получены интерметаллиды CeRuGe5, CeRh2Ge, Ce3Rh12Ge4, Ce2RhGe3 и Ce4Rh4Ge3. 5) Образцы трех интерметаллических соединений – CeRuGe5, Ce2RhGe3 и Ce4Rh4Ge3, – были переданы на измерение физических параметров специалистам в области физики низких температур. Свойства двух из них – CeRuGe5 и Ce2RhGe3 – были в разной мере изучены уже в 2016 году. 6) Кроме CeRuGe5 и Ce2RhGe3 нашими смежниками – физиками-экспериментаторами – в 2016 году подробно изучены свойства переданных им в 2015 году двух сплавов из области гомогенности тройного германида Ce2Rh3+xGe1-x, а также продолжено изучение низкотемпературных свойств силицида Ce3Pd3Si4. Изучение структуры и свойств Ce3Pd3Si4 важно для настоящего проекта, так как в системе Ce-Pd-Ge возможно образование его структурного аналога такого же состава. В списке изучаемых тройных систем наиболее близка к завершению система Ce – Ru – Ge. При поддержке Фонда один из участников проекта смог лично участвовать в работе профильной 20-й международной конференции Solid Compounds of Transition Elements (SCTE2016) с 11 по 15 апреля 2016 года в Сарагосе (Испания). Всего по нашему проекту на этой конференции были представлены 3 доклада об исследовании кристаллических структур и физических свойств соединений твердого раствора Ce2Rh3+xGe1-x, Ce3Ir2Ge2 и Ce3Pd4Si4. Летом 2016 года состоялась VIII Национальная кристаллохимическая конференция (Суздаль, 30 мая - 3 июня 2016 г), на которой был представлен материал о кристаллической структуре нового интерметаллида Ce26Ru13Ge4.