ИСТИНА

Фундаментальная проблема, на решение которой направлен проект, - направленный синтез новых интерметаллических соединений с заданными свойствами и материалов на их основе. Интерметаллические соединения (ИМС) и сплавы являются одними из важнейших современных функциональных и конструкционных материалов, таких как сверхпроводники, термоэлектрики, материалы для гетерогенного катализа, постоянные магниты, магнитозаписывающие устройства, высокопрочные стали и легкие сплавы для аэрокосмической и автомобильной промышленности, материалы с памятью формы и т.д. С этой точки зрения задача по направленному синтезу ИМС с заданной структурой и свойствами, поддающимися направленному изменению, имеет крайне высокую значимость и актуальность, так как неразрывно связана с созданием материалов нового поколения. В рамках общей проблемы мы выделяем более частную задачу: направленный синтез, изучение кристаллической и электронной структуры, а также магнитных свойств интерметаллических соединений нескольких структурных типов: HoCoGa5, его гомологов, и Rh5Ga3. Интерес к данным структурным типам вызван сочетанием d-p взаимодействий, часто обуславливающим крайне необычные физические свойства. Для решения конкретной задачи предполагается: - направленный поиск новых соединений структурных типов HoCoGa5/TlAsPd5 и Rh5Ga3 среди сложных алюминидов, галлидов и индидов с участием металлов 10-й группы; - отработка методов получения магнитно-чистых поликристаллических образцов и роста монокристаллов; - установление кристаллических и электронных структур новых соединений; - характеризация магнитных и транспортных свойств новых фаз.

The fundamental problem the project is aimed at is the directed synthesis of new intermetallic compounds with desired properties and materials based on them. Intermetallic compounds and alloys are among the most important modern functional and structural materials, such as superconductors, thermoelectrics, materials for heterogeneous catalysis, permanent magnets, magnetic recording devices, high-strength steels and light alloys for the aerospace and automotive industries, shape memory materials and etc. From this point of view, the task of directed synthesis of intermetallics with a given structure and properties that can be modified in a directed way is of extremely high importance and relevance, since it is inextricably linked to the creation of new generation of materials. Within the framework of the general problem, we concentrate on a more specific problem: directed synthesis, the study of the crystal and electronic structure, as well as the magnetic properties of intermetallic compounds of several structure types: HoCoGa5, its homologues, and Rh5Ga3. An interest in these structure types is caused by a combination of d-p interactions, often causing highly unconventional physical properties. Within the framework of this research we plan: - targeted search for new compounds of structural types HoCoGa5/TlAsPd5 and Rh5Ga3 among complex aluminides, gallides and indides with the participation of Group 10 metals; - development of methods for obtaining magnetically pure polycrystalline samples and growth of single crystals; - establishment of crystal and electronic structures of new compounds; - characterization of magnetic and transport properties of new phases.

В соответствии с планом работ, в 2023 г. ожидается получение новых соединений в системах TM-Ni-M и TM-Cu-M (TM=Ti, V, Cr, Mn; M=Al, Ga), Pt-TМ-Ga, Pt-TM-Ge, Pt-TM-Si, Pd-Tm-Ga, Pd-TM-Ge, Pd-TM-Si (TM=Mn, Fe), выделение фаз в индивидуальном состоянии в виде объемных образцов и монокристаллов, характеризация их кристаллического и электронного строения, магнитных свойств. В 2024 г. планируется завершение поиска и характеризации новых соединений, полученных на предыдущем этапе, получение новых соединений в системах TM-Ni-M, TM-Pd-M, TM-Pt-M (TM=Zr, Hf; M=In, Ga), Pt-TM-Ga, Pt-TM-Ge, Pt-TM-Si, Pd-Tm-Ga, Pd-TM-Ge, Pd-TM-Si (TM=Ti, V, Cr). Будут установлены кристаллическое и электронное строение новых соединений, описана химическая связь, установлены магнитные свойства. По завершении этапа будут выявлены корреляции «структура-свойства» для соединений соответствующих структурных типов.

Исследовательский коллектив имеет большой опыт исследований в области синтетической и структурной химии соединений непереходных и переходных элементов в низких степенях окисления, химии кластерных и богатых металлами соединений, высокую квалификацию и опыт работы в области химии твердого тела, синтетической неорганической химии, структурной и квантовой химии. Участникам данного коллектива принадлежит значительная роль в исследованиях кластерных соединений непереходных металлов. Нами были синтезированы и исследованы иодиды и теллуроиодиды висмута с уникальными свойствами одно- и двумерных топологических изоляторов. В данном коллективе также был впервые получен ряд квазидвумерных блочных халькогенидов на основе никеля и палладия, открыто новое семейство слоистых теллуридов никеля-непереходных металлов. Впервые получен набор богатых металлами пниктидов с эффектами сильной электронной корреляции.

В результате будут получены новые тройные интерметаллиды, относящиеся к структурным типам HoCoGa5 и Rh5Ga3, установлено их кристаллическое и электронное строение, охарактеризована химическая связь и магнитные свойства. Полученная информация позволит существенно расширить исследуемые классы интерметаллических соединений, углубить представления о фазообразовании и принципах устойчивости соединений в исследуемых системах, установить взаимосвязь "состав-структура-свойства" для исследуемых фаз, выработать механизмы управления магнитными свойствами новых соединений. По совокупности исследований будут выработаны рекомендации по использованию полученных соединений как основы для новых функциональных материалов.