String-like collective atomic motion in the interfacial dynamics of nanoparticles

Soft Matter

Volumn 6, Issue 23, 2010, Pages 5944-5955

  Zhang, Hao ^a   Kalvapalle, Pranav ^a   Douglas, Jack F ^b  

^a UNIVERSITY OF ALBERTA   (Canada)

^b NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC MOBILITY; ATOMIC MOTION; AVERAGE LENGTH; BOUNDARY DYNAMICS; BULK MATERIALS; CARBON NANOTUBE GROWTH; COLLECTIVE EXCITATIONS; FEATURE SIZES; GLASS FORMING POLYMERS; GLASS-FORMING LIQUID; HETEROGENEOUS CATALYSIS; INTERFACIAL DYNAMICS; INTERFACIAL MOBILITY; LARGE SIZES; MELTING TEMPERATURES; METAL ATOMS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; PARTICLE SIZE AND SURFACES; PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES; PROPERTY CHANGES; SIMPLE FLUIDS; TEMPERATURE RANGE;

ATOMS; CAPILLARITY; CARBON NANOTUBES; CATALYSIS; CHEMICAL PROPERTIES; DYNAMICS; FUEL CELLS; GLASS; GLASS FORMING MACHINES; GRAIN BOUNDARIES; LIQUIDS; MOLECULAR DYNAMICS; NANOPARTICLES; PLATINUM; POLYCRYSTALLINE MATERIALS; SURFACE CHEMISTRY;

SURFACES;

EID: 78349263437     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c0sm00356e     Document Type: Article

References (140)

1. S. Link M. A. Ei-Sayed Annu. Rev. Phys. Chem. 2003 54 331 366
2. V. N. Koparde P. T. Cummings J. Phys. Chem. B 2005 109 24280 24287
3. M. Bockrath W. J. Liang D. Bozovic J. H. Hafner C. M. Lieber M. Tinkham H. K. Park Science 2001 291 283 285
4. Y. Cui Q. Q. Wei H. K. Park C. M. Lieber Science 2001 293 1289 1292
5. Z. B. Zhang X. Z. Sun M. S. Dresselhaus J. Y. Ying J. Heremans Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2000 61 4850 4861
6. W. Thomson Philos. Mag. 1871 42 448 452
7. M. Takagi J. Phys. Soc. Jpn. 1954 9 359 363
8. P. Buffat J. P. Borel Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1976 13 2287 2298
9. S. Valkealahti M. Manninen Z. Phys. D, At., Mol. Clusters 1993 26 255 257
10. T. P. Martin U. Naher H. Schaber U. Zimmermann J. Chem. Phys. 1994 100 2322 2324
11. S. L. Lai J. Y. Guo V. Petrova G. Ramanath L. H. Allen Phys. Rev. Lett. 1996 77 99 102
12. R. Kofman P. Cheyssac Y. Lereah A. Stella Eur. Phys. J. D 1999 9 441 444
13. Y. Qi T. Cagin W. L. Johnson W. A. Goddard J. Chem. Phys. 2001 115 385 394
14. P. Pawlow Z. Phys. Chem.-Stoch. Ve. 1910 65 1 35
15. P. Pawlow Z. Phys. Chem. 1909 65 545 548
16. C. T. Wirth S. Hofmann J. Robertson Diamond Relat. Mater. 2009 18 940 945
17. D. Y. Sun X. G. Gong Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998 57 4730 4735
18. H. P. Cheng R. S. Berry Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1992 45 7969 7980
19. W. Y. Hu S. G. Xiao J. Y. Yang Z. Zhang Eur. Phys. J. B 2005 45 547 554
20. N. Y. Wang S. I. Rokhlin D. F. Farson Nanotechnology 2008 19 415701
21. S. Alavi D. L. Thompson J. Phys. Chem. A 2006 110 1518 1523
22. C. L. Cleveland W. D. Luedtke U. Landman Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 60 5065 5077
23. F. Calvo F. Spiegelmann Phys. Rev. Lett. 1999 82 2270 2273
24. F. Ding K. Bolton A. Rosen Eur. Phys. J. D 2005 34 275 277
25. F. Calvo P. Labastie Chem. Phys. Lett. 1996 258 233 238
26. M. Dzugutov S. I. Simdyankin F. H. M. Zetterling Phys. Rev. Lett. 2002 89 195701
27. H. Jonsson H. C. Andersen Phys. Rev. Lett. 1988 60 2295 2298
28. H. Reichert O. Klein H. Dosch M. Denk V. Honkimaki T. Lippmann G. Reiter Nature 2000 408 839 841
29. A. V. Anikeenko N. N. Medvedev Phys. Rev. Lett. 2007 98 235504
30. M. Schrinner F. Polzer Y. Mei Y. Lu B. Haupt M. Ballauff A. Goldel M. Drechsler J. Preussner U. Glatzel Macromol. Chem. Phys. 2007 208 1542 1547
31. F. Alonso P. Riente J. A. Sirvent M. Yus Appl. Catal., A 2010 378 42 51
32. X. Phung J. Groza E. A. Stach L. N. Williams S. B. Ritchey Mater. Sci. Eng., A 2003 359 261 268
33. W. Krakow M. Joseyacaman J. L. Aragon Phys. Rev. B: Condens. Matter 1994 49 10591 10596
34. S. Iijima T. Ichihashi Phys. Rev. Lett. 1986 56 616 619
35. P. M. Ajayan L. D. Marks Phys. Rev. Lett. 1989 63 279 282
36. S. Helveg C. Lopez-Cartes J. Sehested P. L. Hansen B. S. Clausen J. R. Rostrup-Nielsen F. Abild-Pedersen J. K. Norskov Nature 2004 427 426 429
37. J. Uppenbrink D. J. Wales J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1991 87 215 222
38. D. J. Wales L. J. Munro J. Phys. Chem. 1996 100 2053 2061
39. P. L. Hansen J. B. Wagner S. Helveg J. R. Rostrup-Nielsen B. S. Clausen H. Topsoe Science 2002 295 2053 2055
40. M. A. Newton C. Belver-Coldeira A. Martinez-Arias M. Fernandez-Garcia Nat. Mater. 2007 6 528 532
41. Z. Y. Li N. P. Young M. Di Vece S. Palomba R. E. Palmer A. L. Bleloch B. C. Curley R. L. Johnston J. Jiang J. Yuan Nature 2008 451 46 U42
42. J. Jellinek T. L. Beck R. S. Berry J. Chem. Phys. 1986 84 2783 2794
43. H. L. Davis J. Jellinek R. S. Berry J. Chem. Phys. 1987 86 6456 6464
44. F. Baletto C. Mottet R. Ferrando Surf. Sci. 2000 446 31 45
45. F. Baletto R. Ferrando Surf. Sci. 2001 490 361 375
46. R. M. Feenstra A. J. Slavin G. A. Held M. A. Lutz Ultramicroscopy 1992 42-44 33 40
47. C. Donati J. F. Douglas W. Kob S. J. Plimpton P. H. Poole S. C. Glotzer Phys. Rev. Lett. 1998 80 2338 2341
48. C. Donati S. C. Glotzer P. H. Poole W. Kob S. J. Plimpton Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids, Relat. Interdiscip. Top. 1999 60 3107 3119
49. R. A. Riggleman K. Yoshimoto J. F. Douglas J. J. de Pablo Phys. Rev. Lett. 2006 97 045502
50. J. F. Douglas J. Dudowicz K. F. Freed J. Chem. Phys. 2006 125 144907
51. E. R. Weeks J. C. Crocker A. C. Levitt A. Schofield D. A. Weitz Science 2000 287 627 631
52. A. S. Keys A. R. Abate S. C. Glotzer D. J. Durian Nat. Phys. 2007 3 260 264
53. H. Zhang D. J. Srolovitz J. F. Douglas J. A. Warren Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 7735 7740
54. L. I. W. T. Juan C. H. Chiang J. H. Chu Science 1996 272 1626 1628
55. D. Jeong M. Y. Choi H. J. Kim Y. Jung Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 2001 2010
56. N. Giovambattista S. V. Buldyrev F. W. Starr H. E. Stanley Phys. Rev. Lett. 2003 90 085506
57. Z. Fakhraai J. A. Forrest Science 2008 319 600 604
58. J. R. Dutcher M. D. Ediger Science 2008 319 577 578
59. G. C. Yuan C. Li S. K. Satija A. Karim J. F. Douglas C. C. Han Soft Matter 2010 6 2153 2159
60. L. Granasy T. Pusztai T. Borzsonyi J. A. Warren J. F. Douglas Nat. Mater. 2004 3 645 650
61. L. Granasy T. Pusztai G. Tegze J. A. Warren J. F. Douglas Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2005 72 011605
62. J. F. V. Vincent U. G. K. Wegst Arthropod Struct. Dev. 2004 33 187 199
63. L. W. Jin K. A. Claborn M. Kurimoto M. A. Geday I. Maezawa F. Sohraby M. Estrada W. Kaminsky B. Kahr Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 15294 15298
64. R. A. Riggleman H. N. Lee M. D. Ediger J. J. de Pablo Soft Matter 2010 6 287 291
65. H. Van Swygenhoven J. R. Weertman Mater. Today 2006 9 24 31
66. F. W. Starr J. F. Douglas submitted to Phys Rev Lett 2010
67. A. Anopchenko T. Psurek D. VanderHart J. F. Douglas J. Obrzut Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2006 74 031501
68. T. Psurek C. L. Soles K. A. Page M. T. Cicerone J. F. Douglas J. Phys. Chem. B 2008 112 15980 15990
69. R. A. Riggleman J. F. Douglas J. J. de Pablo Soft Matter 2010 6 292 304
70. A. Sanz M. Ruppel J. F. Douglas J. T. Cabral J. Phys.: Condens. Matter 2008 20 104209
71. H. C. Wong A. Sanz J. F. Douglas J. T. Cabral J. Mol. Liq. 2010 153 79 87
72. X. Z. Fu Y. Liang S. P. Chen J. D. Lin D. W. Liao Catal. Commun. 2009 10 1893 1897
73. F. Besenbacher I. Chorkendorff B. S. Clausen B. Hammer A. M. Molenbroek J. K. Norskov I. Stensgaard Science 1998 279 1913 1915
74. R. A. Riggleman J. F. Douglas J. J. de Pablo J. Chem. Phys. 2007 126 234903
75. F. W. Starr and J. F. Douglas, cond-mat.mtrl-sci, 2009, arXiv:0906.5275v0901
76. A. F. Voter S. P. Chen Mater. Res. Soc. Symp. Proc., Boston 1987
77. S. M. Foiles M. I. Baskes M. S. Daw Phys. Rev. B: Condens. Matter 1986 33 7983 7991
78. A. P. Sutton J. Chen Philos. Mag. Lett. 1990 61 139 146
79. H. Rafiitabar A. P. Sutton Philos. Mag. Lett. 1991 63 217 224
80. S. Nose J. Chem. Phys. 1984 81 511 519
81. W. G. Hoover Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1985 31 1695 1697
82. S. Plimpton J. Comput. Phys. 1995 117 1 19
83. J. R. Morris C. Z. Wang K. M. Ho C. T. Chan Phys. Rev. B: Condens. Matter 1994 49 3109 3115
84. E. C. Neyts A. Bogaerts J. Phys. Chem. C 2009 113 2771 2776
85. A. H. Marcus J. Schofield S. A. Rice Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids, Relat. Interdiscip. Top. 1999 60 5725 5736
86. H. Zhang D. J. Srolovitz J. Warren J. F. Douglas Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 74 115404
87. H. Zhang D. J. Srolovitz J. F. Douglas J. Warren Acta Mater. 2007 55 4527 4533
88. R. Zangi S. A. Rice Phys. Rev. Lett. 2004 92 35502
89. C. A. Murray R. A. Wenk Phys. Rev. Lett. 1989 62 1643 1646
90. R. T. Vang K. Honkala S. Dahl E. K. Vestergaard J. Schnadt E. Laegsgaard B. S. Clausen J. K. Norskov F. Besenbacher Nat. Mater. 2005 4 160 162
91. A. Gerlich L. Yue P. F. Mendez H. Zhang Acta Mater. 2010 58 2176 2185
92. G. Adam J. H. Gibbs J. Chem. Phys. 1965 43 139 146
93. R. A. Riggleman J. F. Douglas J. J. De Pablo Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2007 76 011504
94. J. Dudowicz, K. F. Freed and J. F. Douglas, Advances in Chemical Physics. Vol. 137, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2007
95. E. B. Stukalin J. F. Douglas K. F. Freed J. Chem. Phys. 2009 131 114905
96. F. Sausset G. Tarjus P. Viot Phys. Rev. Lett. 2008 101 155701
97. X. M. Bai M. Li Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008 77 134109
98. Note the large increase of the non-Gaussian parameter upon approaching the melting temperature in Jin et al. [Phys. Rev. Lett., 2001, 87, 055703]. The average string length L normally tracks the growth of the non-Gaussian parameter, suggesting the growth of the string length near the nanoparticle melting temperature in the inset of Fig. 3 is due to string formation from within the nanoparticle that drives the ultimate melting of the nanoparticle.
99. F. W. Starr S. Sastry J. F. Douglas S. C. Glotzer Phys. Rev. Lett. 2002 89 125501
100. L. Larini A. Ottochian C. De Michele D. Leporini Nat. Phys. 2008 4 42 45
101. W. Kob H. C. Andersen Phys. Rev. Lett. 1994 73 1376 1379
102. J. P. Hansen and I. R. McDonald, Theory of simple liquids, 2nd. edn, Academic, London;New York, 1986
103. W. H. Wang J. Non-Cryst. Solids 2005 351 1481 1485
104. K. Van Workum J. F. Douglas Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2005 71 031502
105. K. Van Workum J. F. Douglas Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2006 73 031502
106. E. B. Stukalin J. F. Douglas K. F. Freed J. Chem. Phys. 2008 129 094901
107. F. Sciortino E. Bianchi J. F. Douglas P. Tartaglia J. Chem. Phys. 2007 126 194903
108. F. Sciortino C. De Michele J. F. Douglas J. Phys.: Condens. Matter 2008 20 155101
109. C. C. Kim C. H. Wang Y. C. Yang Y. K. Hwu S. K. Seol Y. B. Kwon C. H. Chen H. W. Liou H. M. Lin G. Margaritondo J. H. Je Mater. Chem. Phys. 2006 100 292 295
110. D. Chen S. Liu J. J. Li N. Q. Zhao C. S. Shi X. W. Du J. Sheng J. Alloys Compd. 2009 475 494 500
111. S. S. Dipti U. C. Chung J. P. Kim W. S. Chung Phys. Status Solidi A 2007 204 4174 4177
112. K. W. Park J. H. Choi B. K. Kwon S. A. Lee Y. E. Sung H. Y. Ha S. A. Hong H. Kim A. Wieckowski J. Phys. Chem. B 2002 106 1869 1877
113. K. C. Pingali S. G. Deng D. A. Rockstraw Powder Technol. 2008 187 19 26
114. E. B. Stukalin J. F. Douglas K. F. Freed J. Chem. Phys. 2010 132 084504
115. J. Robertson S. Hofmann M. Cantoro A. Parvez C. Ducati G. Zhong R. Sharma C. Mattevi J. Nanosci. Nanotechnol. 2008 8 6105 6111
116. C. Kurdak J. Kim A. Kuo J. J. Lucido L. A. Farina X. Bai M. P. Rowe A. J. Matzger Appl. Phys. Lett. 2005 86 073506
117. N. A. Stutzke S. E. Russek D. P. Pappas M. Tondra J. Appl. Phys. 2005 97 10Q107
118. P. Frantsuzov M. Kuno B. Janko R. A. Marcus Nat. Phys. 2008 4 519 522
119. B. R. Goldsmith Y. Lu Z. T. Luo A. T. Johnson Phys. Status Solidi RRL 2009 3 178 180
120. C. Reichhardt C. J. O. Reichhardt Phys. Rev. Lett. 2003 90 095504
121. G. Careri G. Consolini Z. Kutnjak C. Filipic A. Levstik Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2001 64 052901
122. N. E. Israeloff T. S. Grigera Europhys. Lett. 1998 43 308 313
123. O. D. Jurchescu B. H. Hamadani H. D. Xiong S. K. Park S. Subramanian N. M. Zimmerman J. E. Anthony T. N. Jackson D. J. Gundlach Appl. Phys. Lett. 2008 92 132103
124. V. N. Koparde P. T. Cummings ACS Nano 2008 2 1620 1624
125. L. Wang C. X. Peng Y. Q. Wang Y. N. Zhang Phys. Lett. A 2006 350 69 74
126. J. H. Warner H. Rubinsztein-Dunlop R. D. Tilley J. Phys. Chem. B 2005 109 19064 19067
127. N. I. Hammer K. T. Early K. Sill M. Y. Odoi T. Emrick M. D. Barnes J. Phys. Chem. B 2006 110 14167 14171
128. P. C. Millett R. P. Selvam A. Saxena Acta Mater. 2006 54 297 303
129. http://www.nature.com/nature/journal/v427/n6973/suppinfo/nature02278.html
130. P. Keblinski S. R. Phillpot D. Wolf H. Gleiter Phys. Rev. Lett. 1996 77 2965 2968
131. C. L. Dennis A. J. Jackson J. A. Borchers P. J. Hoopes R. Strawbridge A. R. Foreman J. van Lierop C. Gruttner R. Ivkov Nanotechnology 2009 20 395103
132. M. Mikhaylova D. K. Kim N. Bobrysheva M. Osmolowsky V. Semenov T. Tsakalakos M. Muhammed Langmuir 2004 20 2472 2477
133. X. Y. Wang X. F. Ren K. Kahen M. A. Hahn M. Rajeswaran S. Maccagnano-Zacher J. Silcox G. E. Cragg A. L. Efros T. D. Krauss Nature 2009 459 686 689
134. B. Mahler P. Spinicelli S. Buil X. Quelin J. P. Hermier B. Dubertret Nat. Mater. 2008 7 659 664
135. M. Pelton G. Smith N. F. Scherer R. A. Marcus Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 14249 14254
136. A. Al Salman A. Tortschanoff M. B. Mohamed D. Tonti F. van Mourik M. Chergui Appl. Phys. Lett. 2007 90 093104
137. H. P. Wampler A. Ivanisevic Micron 2009 40 444 448
138. R. E. Cais M. Nozomi M. Kawai A. Miyake Macromolecules 1992 25 4588 4596
139. R. Gy Mater. Sci. Eng., B 2008 149 159 165
140. L. H. Liang C. M. Shen S. X. Ou W. M. Liu X. C. Liu X. C. Xie H. J. Gao Phys. Rev. B 2004 70 205419