Role of defects in the phase transition of VO 2 nanoparticles probed by plasmon resonance spectroscopy

Nano Letters

Volumn 12, Issue 2, 2012, Pages 780-786

  Appavoo, Kannatassen ^a   Lei, Dang Yuan ^b   Sonnefraud, Yannick ^b   Wang, Bin ^c   Pantelides, Sokrates T ^c,d   Maier, Stefan A ^b   Haglund, Richard F ^a,c  

^a VANDERBILT UNIVERSITY   (United States)

^b IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^c VANDERBILT UNIVERSITY   (United States)

^d OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

defect; density functional theory; domain boundary engineering; interface; localized surface plasmon resonance; phase transition; size effect; Vanadium dioxide; VO 2

Indexed keywords

DOMAIN BOUNDARY; LOCALIZED SURFACE PLASMON RESONANCE; SIZE EFFECTS; VANADIUM DIOXIDE; VO 2;

DEFECTS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; GRAIN BOUNDARIES; INTERFACES (MATERIALS); METAL INSULATOR TRANSITION; NANOPARTICLES; PHASE TRANSITIONS; VANADIUM;

SURFACE PLASMON RESONANCE;

EID: 84863012492     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl203782y     Document Type: Article

References (48)

1. Zheludev, N. Nature Photon. 2007, 1 (10) 551-553
2. Santander-Syro, A. F.; Copie, O.; Kondo, T.; Fortuna, F.; Pailhes, S.; Weht, R.; Qiu, X. G.; Bertran, F.; Nicolaou, A.; Taleb-Ibrahimi, A.; Le Fevre, P.; Herranz, G.; Bibes, M.; Reyren, N.; Apertet, Y.; Lecoeur, P.; Barthelemy, A.; Rozenberg, M. J. Nature 2011, 469 (7329) 189-193
3. Reyren, N.; Thiel, S.; Caviglia, A. D.; Kourkoutis, L. F.; Hammerl, G.; Richter, C.; Schneider, C. W.; Kopp, T.; Rüetschi, A.-S.; Jaccard, D.; Gabay, M.; Muller, D. A.; Triscone, J.-M.; Mannhart, J. Science 2007, 317 (5842) 1196-1199
4. Simpson, R. E.; Fons, P.; Kolobov, A. V.; Fukaya, T.; Krbal, M.; Yagi, T.; Tominaga, J. Nature Nanotech. 2011, 6 (8) 501-505
5. Cilento, F.; Giannetti, C.; Ferrini, G.; Dal Conte, S.; Sala, T.; Coslovich, G.; Rini, M.; Cavalleri, A.; Parmigiani, F. Appl. Phys. Lett. 2010, 96 (2) 021102
6. Yin, W.; West, K. G.; Lu, J. W.; Pei, Y.; Wolf, S. A.; Reinke, P.; Sun, Y. J. Appl. Phys. 2009, 105 (11) 114322-114322-7
7. Yang, Z.; Ko, C.; Ramanathan, S. Annu. Rev. Mater. Res. 2011, 41 (1) 337-367
8. Kim, H. T.; Chae, B. G.; Youn, D. H.; Maeng, S. L.; Kim, G.; Kang, K. Y.; Lim, Y. S. New J. Phys. 2004, 6, 52
9. Morin, F. J. Phys. Rev. Lett. 1959, 3, 34-36
10. 2: A band theoretical approach. Annalen der Physik 2002, 11, 650-704
11. Cavalleri, A.; Dekorsy, T.; Chong, H. H. W.; Kieffer, J. C.; Schoenlein, R. W. Phys. Rev. B 2004, 70, 16
12. Pashkin, A.; Kubler, C.; Ehrke, H.; Lopez, R.; Halabica, A.; Haglund, R. F.; Huber, R.; Leitenstorfer, A. Phys. Rev. B 2011, 83 (19) 195120
13. Tselev, A.; Luk'yanchuk, I. A.; Ivanov, I. N.; Budai, J. D.; Tischler, J. Z.; Strelcov, E.; Kolmakov, A.; Kalinin, S. V. Nano Lett. 2010, 10 (11) 4409-4416
14. Lopez, R.; Feldman, L. C.; Haglund, R. F. Phys. Rev. Lett. 2004, 93 (17) 177403
15. Appavoo, K.; Haglund, R. F. Nano Lett. 2011, 11 (3) 1025-1031
16. Qazilbash, M. M.; Tripathi, A.; Schafgans, A. A.; Kim, B.-J.; Kim, H.-T.; Cai, Z.; Holt, M. V.; Maser, J. M.; Keilmann, F.; Shpyrko, O. G.; Basov, D. N. Phys. Rev. B 2011, 83 (16) 165108
17. Yang, T. H.; Jin, C. M.; Zhou, H. H.; Narayan, R. J.; Narayan, J. Appl. Phys. Lett. 2010, 97 (7) 072101-072101-3
18. Tselev, A.; Meunier, V.; Strelcov, E.; Shelton, W. A.; Luk'yanchuk, I. A.; Jones, K.; Proksch, R.; Kolmakov, A.; Kalinin, S. V. ACS Nano 2010, 4 (8) 4412-4419
19. Yin, W.; West, K. G.; Lu, J. W.; Pei, Y.; Wolf, S. A.; Reinke, P.; Sun, Y. J. Appl. Phys. 2009, 105 (11) 114322
20. Nagashima, K.; Yanagida, T.; Tanaka, H.; Kawai, T. J. Appl. Phys. 2007, 101 (2) 026103
21. Viswanath, B.; Ko, C. H.; Yang, Z.; Ramanathan, S. J. Appl. Phys. 2011, 109 (6) 063512
22. Lopez, R.; Haynes, T. E.; Boatner, L. A.; Feldman, L. C.; Haglund, R. F. Phys. Rev. B 2002, 65 (22) 224113
23. Fan, W.; Cao, J.; Seidel, J.; Gu, Y.; Yim, J. W.; Barrett, C.; Yu, K. M.; Ji, J.; Ramesh, R.; Chen, L. Q.; Wu, J. Phys. Rev. B 2011, 83 (23) 235102
24. Goncalves-Ferreira, L.; Redfern, S. A. T.; Artacho, E.; Salje, E.; Lee, W. T. Phys. Rev. B 2010, 81 (2) 024109
25. Donev, E. U.; Lopez, R.; Feldman, L. C.; Haglund, R. F. Nano Lett. 2009, 9 (2) 702-706
26. Zhao, L.; Kelly, K. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107 (30) 7343-7350
27. Kelly, K. L.; Coronado, E.; Zhao, L. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2002, 107 (3) 668-677
28. Verleur, H. W.; Barker, A. S.; Berglund, C. N. Phys. Rev. 1968, 172 (3) 788
29. Maier, S. A. Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer: New York, 2007; p 248.
30. Suh, J. Y.; Lopez, R.; Feldman, L. C.; Haglund, R. F. J. Appl. Phys. 2004, 96 (2) 1209-1213
31. Pergament, A. J. Phys.: Condes. Matter 2003, 15 (19) 3217-3223
32. Donev, E. U.; Ziegler, J. I.; Haglund, R. F.; Feldman, L. C. J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2009, 11, (12), 125002.
33. Nag, J.; Payzant, A.; More, K.; Haglund, R. F. J. J. Appl. Phys. 2011, in press.
34. Lei, D. Y.; Appavoo, K.; Sonnefraud, Y.; Haglund, R. F.; Maier, S. A. Opt. Lett. 2010, 35 (23) 3988-3990
35. Ke, M.; Hackney, S. A.; Milligan, W. W.; Aifantis, E. C. Nanostruct. Mater. 1995, 5 (6) 689-697
36. van der Laan, D. C.; Haugan, T. J.; Barnes, P. N. Phys. Rev. Lett. 2009, 103 (2) 027005
37. Wang, B.; Puzyrev, Y.; Pantelides, S. T. Carbon 2011, 49 (12) 3983-3988
38. Klie, R. F.; Buban, J. P.; Varela, M.; Franceschetti, A.; Jooss, C.; Zhu, Y.; Browning, N. D.; Pantelides, S. T.; Pennycook, S. J. Nature 2005, 435 (7041) 475-478
39. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54 (16) 11169-11186
40. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77 (18) 3865
41. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59 (3) 1758
42. Blochl, P. E.; Jepsen, O.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1994, 49 (23) 16223-16233
43. Liechtenstein, A. I.; Anisimov, V. I.; Zaanen, J. Phys. Rev. B 1995, 52 (8) R5467
44. Biermann, S.; Poteryaev, A.; Lichtenstein, A. I.; Georges, A. Phys. Rev. Lett. 2005, 94 (2) 026404
45. Maiti, A.; Pantelides, S. T.; Chisholm, M. F.; Pennycook, S. J. Appl. Phys. Lett. 1999, 75 (16) 2380-2382
46. Zhi-Xiong Cai, Y. Z. Microstructures and Structural Defects in High-Temperature Superconductors; World Scientific Publishing Co., Inc.: Hackensack, NJ, 1998.
47. John Price Hirth, J. L. Theory of Dislocations. Krieger Publishing Co.: Malabar, FL, 1992.
48. Salje, E. K. H. Phase Transitions in Ferroelastic and Co-Elastic Crystals. Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1990.