Influence of phonon confinement, surface stress, and zirconium doping on the Raman vibrational properties of anatase TiO2 nanoparticles

Journal of Raman Spectroscopy

Volumn 42, Issue 11, 2011, Pages 2026-2035

  Lejon, Christian ^a   Österlund, Lars ^a,b  

^a SWEDISH DEFENCE RESEARCH AGENCY   (Sweden)

^b UPPSALA UNIVERSITY   (Sweden)

Author keywords

phonon confinement; Raman spectroscopy; surface stress; zirconium doping

Indexed keywords

DOPING (ADDITIVES); GRAIN GROWTH; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; METAL NANOPARTICLES; OXIDE MINERALS; PARTICLE SIZE; POSITIVE IONS; SURFACE PROPERTIES; TITANIUM DIOXIDE; ZIRCONIUM;

ANATASE TIO 2; COMPREHENSIVE ANALYSIS; PHONON CONFINEMENT; PHONON CONFINEMENT MODEL; SURFACE STRESS; VIBRATIONAL PROPERTIES; WAVENUMBER SHIFTS; X- RAY DIFFRACTIONS; ZIRCONIUM DOPED; ZIRCONIUM DOPING;

X RAY DIFFRACTION;

EID: 80955134249     PISSN: 03770486     EISSN: 10974555     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jrs.2956     Document Type: Article

References (66)

1. O. Carp, C. L. Huisman, A. Reller, Prog. Solid State Chem. 2004, 32, 33.
2. A. Fujishima, X. Zhang, D. A. Tryk, Surf. Sci. Rep. 2008, 63, 515.
3. L. österlund, A. Mattsson, P. O. Andersson, in Nanostructured Materials and Nanotechnology II: Ceramic Engineering and Science Proceedings, vol. 29 (Eds:, S. Mathur, M. Singh,) John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NJ; 2009, pp. 19.
4. M. Anpo, Bull. Chem. Soc. Jpn. 2004, 77, 1427.
5. X. Zhang, H. Yang, A. Tang, J. Phys. Chem. B 2008, 112, 16271.
6. Z. M. El-Bahy, A. A. Ismail, R. M. Mohamed, J. Hazard. Mater. 2009, 166, 138.
7. A. Mattsson, M. Leideborg, K. Larsson, G. Westin, L. österlund, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 1210.
8. S.-M. Chang, R.-A. Doong, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20808.
9. V. Stengl, S. Bakardjieva, N. Muraf, F. Oplustil, Open Process Chem. J. 2008, 1, 1.
10. A. Mattsson, C. Lejon, V. Stengl, S. Bakardjieva, F. Oplustil, P.-O. Andersson, L. österlund, Appl. Catal. B 2009, 92, 401.
11. N. Venkatachalam, M. Palanichamy, B. Arabindoo, V. Murugesan, J. Mol. Catal. A 2007, 266, 158.
12. M. Hirano, C. Nakahara, K. Ota, O. Tanaike, M. Inagaki, J. Solid State Chem. 2003, 170, 39.
13. M. Hirano, K. Ota, T. Ito, J. Am. Ceram. Soc. 2005, 88, 3303.
14. J. Lukac, M. Klementova, P. Bezdicka, S. Bakardjieva, J. Subrt, L. Szatmary, Z. Bastl, J. Jirkovsky, Appl. Catal. B 2007, 74, 83.
15. J. C. Yu, J. L. Lin, R. W. M. Kwok, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5094.
16. M. D. Hernández-Alonso, I. Tejedor-Tejedor, J. M. Coronado, J. Soria, M. A. Anderson, Thin Solid Films 2006, 502, 125.
17. M. D. Hernández-Alonso, J. M. Coronado, B. Bachiller-Baeza, M. Fernandez-Garcia, J. Soria, Chem. Mater. 2007, 19, 4283.
18. Y. Furubayashi, T. Hitosugi, Y. Yamamoto, K. Inaba, G. Kinoda, Y. Hirose, T. Shimada, T. Hasegawa, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 252101.
19. T. Hirata, M. Kitajima, K. G. Nakamura, E. Asahiri, J. Solid State Chem. 1994, 110, 201.
20. T. Hirata, Phys. Status Solidi B 1998, 209, 17.
21. L. österlund, A. Mattsson, M. Leideborg, G. Westin, in Nanostructured Materials and Nanotechnology: Ceramic Engineering and Science Proceedings, vol. 28, (Eds:, S. Mathur, M. Singh,) John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NJ; 2007.
22. H. Zhang, J. F. Banfield, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3481.
23. K.-R. Zhu, M.-S. Zhang, J.-M. Hong, Z. Yin, Mater. Sci. Eng. A 2005, 403, 87.
24. M. E. Manriquez, M. Picquart, X. Bokhimi, T. López, P. Quintana, J. M. Corondo, J. Nanosci. Nanotechnol. 2008, 8, 6623.
25. G. Gouadec, P. Colomban, Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2007, 53, 1.
26. G. Lucazeau, J. Raman Spectrosc. 2003, 34, 478.
27. H. Richter, Z. P. Wang, L. Ley, Solid State Commun. 1981, 39, 625.
28. P. C. Ricci, M. Salis, A. Anedda, Chem. Phys. Lett. 2008, 457, 191.
29. S. Balaji, Y. Djaoued, J. Robichaud, J. Raman Spectrosc. 2006, 37, 1416.
30. D. Wang, J. Zhao, B. Chen, C. Zhu, J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 085212.
31. M. Ivanda, S. MusiÄ, M. GotiÄ, A. TurkoviÄ, A. M. Tonejc, O. Gamulin, J. Mol. Struct. 1999, 480-481, 641.
32. W. F. Zhang, Y. L. He, M. S. Zhang, Z. Yin, Q. Chen, J. Phys. D: Appl. Phys. 2000, 33, 912.
33. D. Bersani, P. P. Lottici, X.-Z. Ding, Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 73.
34. A. K. Arora, M. Rajalakshmi, T. R. Ravindran, V. Sivasubramanian, J. Raman Spectrosc. 2007, 38, 604.
35. J. E. Spanier, R. D. Robinson, F. Zhang, S.-W. Chan, I. P. Herman, Phys. Rev. B 2001, 64, 245407.
36. T. Ohsaka, F. Izumi, Y. Fujiki, J. Raman Spectrosc. 1978, 7, 321.
37. A. Pottier, S. Cassaignon, C. Chaneac, F. Villain, E. Tronc, J.-P. Jolivet, J. Mater. Chem. 2003, 13, 877.
38. A. L. Bassi, D. Cattaneo, V. Russo, C. E. Bottani, E. Barborini, T. Mazza, P. Piseri, P. Milani, F. O. Ernst, K. Wegner, S. E. Pratsinis, J. Appl. Phys. 2005, 98, 074305.
39. S. Kelly, F. H. Pollak, M. Tomkiewicz, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2730.
40. V. Swamy, A. Kuznetsov, L. S. Dubrovinsky, R. A. Caruso, D. G. Shchukin, B. C. Muddle, Phys. Rev. B 2005, 71, 184302.
41. K.-R. Zhu, M.-S. Zhang, Q. Chen, Z. Yin, Phys. Lett. A 2005, 340, 220.
42. I. H. Campbell, P. M. Fauchet, Solid State Commun. 1986, 58, 739.
43. J. Zi, K. Zhang, X. Xie, Phys. Rev. B 1997, 55, 9263.
44. M. Mikami, S. Nakamura, O. Kitao, H. Arakawa, Phys. Rev. B 2002, 66, 155213/1.
45. H. C. Choi, M. J. Young, B. K. Seung, Vib. Spectrosc. 2005, 37, 33.
46. Y. S. Bobovich, M. Y. Tsenter, Opt. Spectrosc. 1982, 53, 562.
47. C. Y. Xu, P. X. Zhang, L. Yan, J. Raman Spectrosc. 2001, 32, 862.
48. N. Combe, P.-M. Chassaing, F. Demangeot, Phs. Rev. B 2009, 78, 045408.
49. R. C. Cammarata, Prog. Surf. Sci. 1994, 46, 1.
50. M. Salis, P. C. Ricci, A. Anedda, Open Condens. Matter Phys. J. 2009, 2, 15.
51. G. R. Hearne, J. Zhao, A. M. Dawe, V. Pischedda, M. Maaza, M. K. Niewoudt, P. Kibasomba, Phys. Rev. B 2004, 70, 134102.
52. B. Chen, H. Zhang, K. A. Dunphy-Guzman, D. Spagnoli, M. B. Kruger, D. V. S. Muthu, M. Kunz, S. Fakra, J. Z. Hu, Q. Z. Guo, J. F. Banfield, Phys. Rev. B 2009, 79, 125406.
53. H. Zhang, B. Chen, J. F. Banfield, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 2553.
54. G. Li, L. Li, J. Boerio-Goates, B. F. Woodfield, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8659.
55. V. Swamy, D. Menzies, B. C. Muddle, A. Kuznetsov, L. S. Dubrovinsky, Q. Dai, V. Dmitriev, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 243103.
56. A. M. Tonejc, I. Djerdj, A. Tonejc, Mater. Sci. Eng. C 2002, 19, 85.
57. X. Li, Y. Qu, G. Sun, D. a. Jiang, X. Ouyang, J. Phys. Chem. Solids. 2007, 68, 2405.
58. D. R. d. Santos, I. L. Torriani, Solid State Commun. 1993, 85, 307.
59. L. österlund, V. Stengl, A. Mattsson, S. Bakardjieva, P. O. Andersson, F. Oplustil, Appl. Catal. B 2009, 88, 194.
60. B. D. Cullity, S. R. Stock, Elements of X-ray Diffraction, (3rd edn) Prentice Hall: New Jersey, 2001.
61. A. Mattson, M. Leideborg, L. Persson, G. Westin, L. österlund, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 810.
62. S. P. S. Porto, P. A. Fleury, T. C. Damen, Phys. Rev. 1967, 154, 522.
63. D. J. Reidy, J. D. Holmes, M. A. Morris, J. Eur. Ceram. Soc. 2006, 26, 1527.
64. J. Yang, J. M. F. Ferreira, Mater. Res. Bull. 1997, 33, 389.
65. G. Ehrhart, B. Capoen, O. Robbe, P. Boy, S. Turrell, M. Bouazaoui, Thin Solid Films 2006, 496, 227.
66. L. österlund, Solid State Phenom. 2010, 162, 203.