Кристаллография
В журнале публикуются оригинальные статьи, краткие сообщения и обзоры, посвященные различным аспектам кристаллографии.
Рубрикатор содержит следующие разделы:
- Дифракция и рассеяние ионизирующих излучений
- Кристаллохимия
- Кристаллографическая симметрия
- Теория кристаллических структур
- Кристаллография и когнитивные исследования
- Реальная структура кристаллов
- Структура неорганических соединений
- Структура органических соединений
- Структура макромолекулярных соединений
- Кристаллография в биологии и медицине
- Динамика решетки и фазовые переходы
- Физические свойства кристаллов
- Метаматериалы и фотонные кристаллы
- Жидкие кристаллы
- Поверхность, тонкие пленки
- Наноматериалы
- Керамика
- Рост кристаллов
- Кристаллографические методы в гуманитарных науках
- Программное обеспечение
- Приборы, аппаратура
- История кристаллографии
- Инфоpмaция
Журнал является рецензируемым, включен в Перечень ВАК, входит в систему Web of Science.
Журнал основан в 1956 году.
Свидетельство о регистрации СМИ: № 0110215 от 08.02.1993
Учредители: Российская Академия наук, Институт кристаллографии им.А.В.Шубникова РАН
Главный редактор: Ковальчук Михаил Валентинович, член-корреспондент РАН, д.т.н., профессор
Периодичность / доступ: 6 выпусков в год / подписка
Входит в: Белый список (2 уровень), перечень ВАК, РИНЦ
Текущий выпуск
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 70, № 5 (2025)
ДИФРАКЦИЯ И РАССЕЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Новый метод фазово-контрастной микроскопии микрообъектов на основе нанофокусирующей линзы в синхротронном излучении
Аннотация
Представлены первые результаты использования нового экспериментального метода фазово-контрастной микроскопии микрообъектов с использованием синхротронного излучения и нанофокусирующей линзы в конической геометрии. В эксперименте формируется вторичный источник излучения в фокусе линзы на малом расстоянии от микрообъекта, что позволяет получить его увеличенное изображение. В условиях ближнего поля структура микрообъекта относительно легко определяется из экспериментального изображения на основе уравнения транспорта интенсивности. Эксперимент выполнен на источнике “КИСИ-Курчатов”. Использовался модельный слабо поглощающий микрообъект, а именно коммерчески доступное углеродное волокно марки ВМН-4. Получены размеры и особенности структуры волокна с субмикронным пространственным разрешением, которые совпадают с результатами электронной микроскопии.
Кристаллография. 2025;70(5):715-721
715-721
ПОВЕРХНОСТЬ, ТОНКИЕ ПЛЕНКИ
Протяженная тонкая структура спектров поглощения белковых монослоев на жидкости. Применение многопроходной методики измерения
Аннотация
Впервые проведены измерения протяженной тонкой структуры спектров поглощения белкового монослоя на жидкости. В качестве тестового объекта использован человеческий сывороточный альбумин, обработанный раствором хлорида цинка в критически низкой концентрации (3.6 × 10−7 М), что сравнимо с концентрацией цинка в сыворотке крови. Использована многопроходная методика регистрации флуоресцентного излучения в условиях полного внешнего отражения. Оценка временной стабильности спектров за K-краем поглощения цинка выполнена с помощью взвешенного регрессионного анализа. Установлено, что временных изменений в измеренных спектрах поглощения не наблюдается. Показано, что ошибка измерения осциллирующей части суммарного спектра не превышала 1%, что позволило определить радиус первой координационной сферы цинка с точностью ±0.01 Å.
Кристаллография. 2025;70(5):800-809
800-809
Частично-разупорядоченное кристаллическое состояние в тонкой пленке Ge2Sb2Te5: проявление термоиндуцированного наноразмерного эффекта
Аннотация
С помощью импульсного электронографа исследован фазовый переход в пленке Ge2Sb2Te5 (GST) толщиной ~10 нм при ее нагреве от комнатной температуры до ~400°С. В процессе кристаллизации свободновисящего аморфного образца обнаружено формирование гексагональной фазы GST, в которой перемешивание Sb и Ge приводит к формальному нарушению трансляционной симметрии и симметрии элементарной ячейки. Однако при нагреве идентичной аморфной пленки GST на углеродной мембране кристаллическое состояние представлено лишь кубической фазой. В рамках теории Филлипса предложено качественное объяснение такого наноразмерного эффекта в GST, которое открывает новые возможности управления структурным упорядочением в материалах фазовой памяти.
Кристаллография. 2025;70(5):810-816
810-816
РЕАЛЬНАЯ СТРУКТУРА КРИСТАЛЛОВ
Дефекты, инициирующие усталостные разрушения в гранулированном сплаве ЭП741НП (часть II)
Аннотация
Методом электронно-ионной микроскопии проведена трехмерная реконструкция микроструктуры дефектов, связанных с образованием усталостных трещин в образцах, разрушенных в результате малоцикловых испытаний. Определены геометрические параметры выделенных в процессе 3D-реконструкции дефектов, содержащих Hf, Nb, Ti, Al, Ni. Морфология отдельных частиц представлена набором форм, образующих плоские (чешуйчатые) конгломераты размером до десятков микрон, которые не могут быть обнаружены неразрушающими методами контроля. Выявленные особенности морфологии позволяют предложить комплекс мер по увеличению срока службы деталей, изготовленных из гранулируемого жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП, что является важным практическим результатом исследования.
Кристаллография. 2025;70(5):722-731
722-731
СТРУКТУРА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Особенности строения монокристаллов трис(этилендиамин)никель(II) дихлорида дигидрата в интервале температур 85–293 К
Аннотация
Исследовано влияние температуры на структуру монокристаллов трис(этилендиамин)никель(II)дихлорида дигидрата [Ni(en)3]Cl2·2H2O, или [Ni(H2NCH2CH2NH2)3]Cl2·2H2O. Методом рентгеноструктурного анализа изучена перестройка структуры при понижении температуры от 293 до 85 К. Установлено трехкратное уменьшение объема элементарной ячейки кристалла при сохранении пр. гр. С2/с.
Кристаллография. 2025;70(5):732-735
732-735
ДИССИММЕТРИЗАЦИЯ В МИНЕРАЛАХ ГРУППЫ ЭВДИАЛИТА. V. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОТЕНЦИАЛЬНО НОВОГО МИНЕРАЛА ИЗ ПЕГМАТИТА МАРОККО – ПЕРВОГО ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВОГО ПРЕДСТАВИТЕЛЯ С Р3-СИММЕТРИЕЙ
Аннотация
Исследование кристаллической структуры высококальциевого эвдиалита из массива Тамазерт (Марокко) выявило особенности его строения, понижающие симметрию минерала. Параметры тригональной ячейки: a = 14.1863(1), c = 30.0703(2) Å, V = 5240.95(4) Å3, пр. гр. P3. Структура, элементарная ячейка которой содержит 161 независимую позицию атомов, уточнена до итогового фактора расходимости R = 4.4% в изотропном приближении атомных смещений с использованием 8202 рефлексов с F > 3σ(F). Установлено упорядочение атомов Ca и Mn в октаэдрах шестичленных колец, Fe и Mn в М2-позициях между связанными трансляцией кольцами, а также Na, Н3О, La и K во внекаркасных N-позициях. Изученный минерал по химическому составу близок к голышевиту и фекличевиту, от которых отличается более низким содержанием кальция и более высоким – марганца. Обсуждаются основные особенности минерала по сравнению с исследованными ранее в рамках пр. гр. R3 высококальциевыми минералами группы эвдиалита. Показано, что понижение симметрии структурной модели высококальциевых представителей группы эвдиалита может быть обусловлено упорядочением катионов, заселяющих N-позиции внекаркасной части структуры.
Кристаллография. 2025;70(5):736-743
736-743
СТРУКТУРА МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Композиционные перфторированные мембраны, модифицированные поливиниловым спиртом, сшитым сульфосукциновой кислотой
Аннотация
Исследовано влияние сшитого сульфосукциновой кислотой поливинилового спирта (ПВС) на структуру, морфологию, физико-механические и электрохимические свойства композиционных мембран из отечественного перфторированного сополимера – аналога Nafion – и ПВС. Увеличение количества сшитого ПВС в мембране приводит к повышению протонной проводимости. Степень кристалличности композитов зависит от доли сшивающего агента. Морфология поверхностей мембран существенно различается: нижняя поверхность имеет однородную микроструктуру, а верхняя образует трехмерные складчатые структуры при самоорганизации полимерных цепей в поверхностном слое. Согласно данным энергодисперсионного анализа два слоя мембраны существенно различаются по химическому составу, что иллюстрирует профиль распределения фтора по толщине мембраны. Наблюдаемые структурно-морфологические особенности мембран объясняют различия в их протонной проводимости.
Кристаллография. 2025;70(5):744-758
744-758
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ
Поверхностные свойства и зародышеобразование кристаллов линейных аценов в условиях роста из пара и раствора
Аннотация
Представлены результаты моделирования поверхностной энергии граней (100), (010), (001), (110) и (110) кристаллов линейных аценов (нафталин, антрацен, тетрацен, пентацен) в приближении метода силового поля OPLS и теории функционала плотности уровня B3LYP/6-31G(d,p). Моделирование выполнено на основе уточненных методом рентгеновской дифракции структуры монокристаллов линейных аценов. Для кристаллов антрацена, тетрацена и пентацена получена экспериментальная оценка поверхностной энергии грани (001) методом краевого угла смачивания. В рамках классического термодинамического подхода с учетом анизотропии поверхностной энергии получены и проанализированы выражения для критических размеров зародышей кристаллов при гомогенном и гетерогенном процессах в условиях роста из пара и раствора.
Кристаллография. 2025;70(5):767-782
767-782
Анизотропия электрофизических свойств кристалла лангасита LA3GA5SIO14, легированного ионами Cr и Mn
Аннотация
Показано влияние примесных катионов на оптические и электрофизические свойства кристаллов La3Ga5SiO14 (пр. гр. P321), неактивированных и активированных ионами Cr и Mn (1000 ppm). Особенности оптических свойств этих кристаллов свидетельствуют о разных механизмах образования точечных дефектов, что приводит к различию их электрофизических свойств. Для кристалла La3Ga5SiO14:Cr методом импедансной спектроскопии проведены измерения постоянно-токовой электропроводности параллельно (σ c) и перпендикулярно (σ^c) оптической оси в интервале температур 673-825 К и статической диэлектрической проницаемости ε c и ε^c при 297 К. Проведено сравнение с результатами ранее опубликованных измерений для La3Ga5SiO14:Mn.
Кристаллография. 2025;70(5):783-789
783-789
Анизотропия и микроскопика ионного транспорта в кристаллах Li2B4O7
Аннотация
Методом молекулярной динамики исследованы особенности ионного переноса в кристаллах тетрабората лития Li2B4O7 с вакансионным разупорядочением. Показано, что ионный транспорт, обусловленный переносом ионов лития, является анизотропным. Наибольшие значения коэффициентов диффузии наблюдаются вдоль оси с и составляют DLi ~ 1 × 10–6 см2/с при температурах, близких к температуре плавления. Показано, что перескок ионов лития осуществляется на расстояния от 1.5 до 3.5 Å по вакансионному механизму, длина коррелированных перескоков может достигать 6 Å.
Кристаллография. 2025;70(5):790-799
790-799
РОСТ КРИСТАЛЛОВ
Особенности роста монокристалла гидрофосфита гуанилмочевины
Аннотация
Представлены результаты исследования водных растворов гидрофосфита гуанилмочевины (GUHP), в частности изотермическое сечение фазовой диаграммы в системе исходных реактивов для синтеза соли GUHP при 25 и 45°С. Изучена растворимость GUHP в воде в зависимости от рН. Определены условия роста объемных кристаллов. Проведено индицирование граней кристалла GUHP. Впервые исследованы особенности реальной структуры монокристаллов GUHP в зависимости от условий роста.
Кристаллография. 2025;70(5):837-845
837-845
Получение и некоторые свойства смешанных кристаллов неизоструктурного ряда шестиводных сульфатов никеля и кобальта
Аннотация
Получена зависимость растворимости NixCo1–xSO4∙6H2O (x = 0–1) от состава раствора при температуре 45°C. Установлено, что повышение температуры приводит к сдвигу точки нонвариантного равновесия тетрагональной и моноклинной фазы в сторону большей концентрации кобальта в растворе. Термогравиметрическое исследование показало, что с увеличением содержания Co в кристалле его термостабильность снижается. Спектральные характеристики кристаллов разных составов показали, что кристалл может быть использован как УФ-фильтр. Определен габитус моноклинного кристалла NixCo1–xSO4∙6H2O, полученного из раствора состава NiSO4 : CoSO4 = = 50 : 50 мас. %.
Кристаллография. 2025;70(5):846-855
846-855
Термолюминесценция плотной керамики β-Ga₂O₃, синтезированной методом плазменного газотермического напыления
Аннотация
Приведены результаты изучения структурно-фазового состава, оптических и термолюминесцентных свойств образцов керамики β-Ga2O3, полученной методом плазменного газотермического напыления, с точки зрения перспектив применения ее как люминесцентного материала. Исследованы как синтезированные образцы, так и прошедшие постростовую высокотемпературную и плазменную обработку. Показано, что синтезированные образцы керамики без дополнительной обработки из-за высокой концентрации собственных дефектов F-типа не обеспечивают необходимой чувствительности к излучению, а пик термолюминесценции расположен при температуре 350°С, неудобной для регистрации. Образцы керамики β-Ga2O3 с постростовой высокотемпературной и плазменной обработкой, высоким выходом термолюминесценции и пиком термолюминесценции, расположенным при температуре 120°С, конкурентоспособны по сравнению с представленными на рынке термолюминесцентными детекторами при облучении дозами в диапазоне 0.2–2.5 Гр.
Кристаллография. 2025;70(5):856-864
856-864
ДИНАМИКА РЕШЕТКИ И ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ
Динамика обратимого фазового перехода “полупроводник–металл” в тонких пленках SmS при механических и термических воздействиях
Аннотация
Представлены результаты комплексного исследования динамики фазовых переходов в тонких пленках SmS: механически индуцированного полировкой перехода полупроводниковой фазы в металлическую и термически индуцированного обратного перехода из металлической в полупроводниковую фазу. Обнаружено, что обратный фазовый переход происходит при охлаждении образца в интервале температур 408–373 К. Изменение фазового и элементного состава тонких пленок наблюдается при описываемых фазовых превращениях приповерхностного слоя. Исходя из полученных данных можно рассматривать тонкие пленки SmS как структуры с предсказуемой и требуемой динамикой обратимых фазовых превращений, что в дальнейшем может быть использовано для создания функциональных материалов и элементов датчиков давления широкого спектра.
Кристаллография. 2025;70(5):759-766
759-766
НАНОМАТЕРИАЛЫ, КЕРАМИКА
Получение энтропийностабилизированных фторидных фаз флюоритовой структуры путем соосаждения из водных растворов
Аннотация
Методом соосаждения из водных растворов нитратов получены наноразмерные полизамещенные твердые растворы, содержащие от трех до восьми двух- и трехвалентных катионов в разных количественных соотношениях, общей формулой Mn1−xRmxF2+x, где M = Ca, Sr, Ba, Pb, R = La, Gd, Dy, Yb, n = 3 и 4, m = 0, 1, 2 и 4, а х варьируется от ~0.07 до ~0.3 для разных катионных композиций. Все они сохраняют флюоритовую структуру (тип CaF2, пр. гр. Fm3m). Показаны возможности осаждения смешанных твердых растворов с различными комбинациями катионов и с применением разных фторирующих агентов. Показано, что полученные твердые растворы являются средне- и высокоэнтропийными фазами.
Кристаллография. 2025;70(5):817-823
817-823
Электронные состояния зоны проводимости пленок фторзамещенного фуран-фениленового соолигомера на поверхности кремния и оксида цинка
Аннотация
Представлены результаты исследования низкоэнергетических вторичных электронных спектров пленок фторзамещенного фуран-фениленового соолигомера в энергетическом диапазоне от 5 до 20 эВ выше EF. Проведено термическое вакуумное осаждение пленок толщиной 8–10 нм на поверхности подложек кремния и послойно осажденного ZnO. Установлены взаиморасположение основных максимумов плотности электронных состояний в зоне проводимости исследованных пленок и характеристики пограничного потенциального барьера между пленками и поверхностями подложек. Проведены исследования топографии поверхности тонких пленок фторзамещенного фуран-фениленового соолигомера методом атомно-силовой микроскопии. Пленки на поверхности ZnO имеют зернистую структуру при диаметре зерна в плоскости поверхности ~100 нм. На поверхности кремния зерна имеют удлиненную форму, характерную для микровискеров.
Кристаллография. 2025;70(5):824-829
824-829
Новый подход к синтезу ультратонких гексагональных наночастиц нитрида бора с помощью двухэтапной термической обработки
Аннотация
Разработан метод получения наночастиц гексагонального нитрида бора (h-BN) размером 2–10 нм со степенью кристалличности до 99%. Метод основан на двухступенчатой термической обработке при температурах 600 и 1000°C с использованием борной кислоты, мочевины, азота и водорода. Методами рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, электронной дифракции на выбранной области и анализа карт электронной плотности подтверждены гексагональная структура h-BN с межплоскостным расстоянием 3.3 Å, узкое распределение размеров и равномерное распределение элементов в материале. Предложенный подход исключает использование токсичного аммиака, энергоэффективен и подходит для промышленного масштабирования. Полученные наночастицы могут применяться в трибологических покрытиях и смазочных материалах.
Кристаллография. 2025;70(5):830-836
830-836
ПРИБОРЫ, АППАРАТУРА
Комплексное исследование структуры полимерных губчатых матриксов в процессе формирования тканеинженерной конструкции
Аннотация
Представлены возможности комплексного исследования объемной структуры полимерного губчатого матрикса на основе полилактида методом рентгеновской микротомографии без контрастирования в сочетании с неинвазивным методом сканирующей импульсной акустической микроскопии и энергодисперсионным рентгеновским микроанализом. Проведены сравнительные исследования чистых образцов матриксов, образцов in vitro в культуральной среде и после их имплантации in vivo. Использование комплекса неинвазивных методов выявило изменения микроструктуры, в том числе процессы деградации матрикса в культуральной среде, после инкубации клетками и имплантации в лабораторное животное.
Кристаллография. 2025;70(5):865-873
865-873
Экспериментальный стенд для синхротронных исследований материалов при воздействии внешних магнитных полей
Аннотация
Разработан и изготовлен специализированный экспериментальный стенд для рентгенодифракционных исследований в условиях воздействия на образец внешних магнитных полей. Стенд включает в себя набор прецизионных автоматизированных электромеханических подвижек, позволяющих ориентировать магнитную систему на постоянных магнитах вдоль различных кристаллографических направлений исследуемого образца. Предусмотрена возможность автоматизированного изменения напряженности и направления внешнего магнитного поля в процессе эксперимента. Стенд совместим с температурными приставками обдувного типа, что позволяет проводить исследования в широком диапазоне температур. Заявленные характеристики стенда и высокая стабильность удержания его параметров подтверждены в ходе серии экспериментов по рассеянию рентгеновского излучения вблизи краев поглощения на монокристаллах бората железа.
Кристаллография. 2025;70(5):874-880
874-880
Планирование исследования атомной структуры кристаллов. I. Оптимизация сбора данных на современных дифрактометрах
Аннотация
Показаны недостатки заданий-“стратегий” на съемку дифракционных экспериментов, которые создает программное обеспечение дифрактометров. Причиной этих недостатков является то, что традиционно используемая целевая функция решает ограниченную, локальную задачу, например получения наилучшего покрытия обратного пространства. Предложен подход, который реализует принципы статистической рандомизации эксперимента и позволяет достичь стратегической цели структурного анализа – получения модели, способной отразить тонкие детали атомного строения. Найдено сбалансированное по большинству факторов задание на съемку, которое за меньшее время приводит к получению экспериментальных данных более высокого качества, чем то, что дают традиционные задания. Использование кристалла-эталона, ранее измеренного десятки раз на дифрактометрах по всему миру, показало преимущество экспериментальных данных, получаемых новым способом. Повышение сбалансированности и точности данных дало максимальное улучшение значений критериев уточнения до R1/wR2 = 0.53/0.59% и Δρ = –0.47/+0.30 э/Å3. В достижении стратегической цели исследования кристалла-эталона (подтверждение ангармонической модели параметров атомных смещений) можно было убедиться не только по “очищению” разностных синтезов Фурье электронной плотности, что порой визуально и субъективно, но и по статистически безупречному снижению R-факторов уточнения на 30–40 отн. %. Данные такого высокого качества нужны для исследования динамики структурных моделей при внешних воздействиях, для обнаружения и моделирования фазовых переходов, критических точек, био- и химической активности соединений, проверки расчетных методов структур.
Кристаллография. 2025;70(5):881-889
881-889
Совмещение результатов нейтронной и синхротронной томографии
Аннотация
При исследовании методом компьютерной томографии внутреннего строения объектов, состоящих из нескольких разнородных частей, часто возникает необходимость применения различных типов излучения, имеющих разную природу взаимодействия с веществом. Такими свойствами обладают, например, синхротронное излучение и тепловые нейтроны. В этом случае необходим метод совместного анализа данных, полученных в разных условиях. Предложен метод совмещения трехмерных массивов данных, основанный на определении координат четырех опорных точек и аффинном преобразовании системы координат. Приведены примеры совмещения результатов исследования объектов культурного наследия методами нейтронной и синхротронной томографии.
Кристаллография. 2025;70(5):890-896
890-896