Quantum mechanics insight into the microwave nucleation of SrTiO 3 nanospheres

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 46, 2012, Pages 24792-24808

  Moreira, Mário L ^a   Longo, Valéria M ^b   Avansi, Waldir ^b   Ferrer, Mateus M ^c   Andrés, Juan ^d   Mastelaro, Valmor R ^e   Varela, José A ^b   Longo, Élson ^b  

^a FEDERAL UNIVERSITY OF PELOTAS   (Brazil)

^b SÃO PAULO STATE UNIVERSITY UNESP   (Brazil)

^c FEDERAL UNIVERSITY OF SÃO CARLOS   (Brazil)

^d UNIVERSITAT JAUME I   (Spain)

^e UNIVERSITY OF SÃO PAULO   (Brazil)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CRYSTALLIZATION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; LUMINESCENCE; NANOSPHERES; NUCLEATION; QUANTUM CHEMISTRY; QUANTUM THEORY; STRONTIUM TITANATES; TITANIUM;

CRYSTAL GROWTH PROCESS; EXPERIMENTAL TECHNIQUES; LUMINESCENCE PROPERTIES; LUMINESCENT PROPERTY; MICROWAVE-ASSISTED HYDROTHERMAL; NON-CENTROSYMMETRIC; QUANTUM CHEMICAL MODELING; SELF ASSEMBLY PROCESS;

TITANIUM COMPOUNDS;

EID: 84870278098     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp306638r     Document Type: Article

References (141)

1. Zeng, H. C. J. Mater. Chem. 2006, 16, 649-662
2. Ewers, T. D.; Sra, A. K.; Norris, B. C.; Cable, R. E.; Cheng, C. H.; Shantz, D. F.; Schaak, R. E. Chem. Mater. 2005, 17, 514-520
3. Liu, B.; Zeng, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16744-16746
4. Wang, C. R.; Wang, J.; Li, Q.; Yi, G. C. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1471-1477
5. Peña, M. A.; Fierro, J. L. G. Chem. Rev. 2001, 101, 1981-2018
6. Bhalla, A. S.; Guo, R. R., R. Mater. Res. Innovations 2000, 4, 3-26
7. Andrés, J.; Longo, V.; Cavalcante, C.; Moreira, M. L.; Varela, V.; Longo, E. Photoluminescence: Applications, Types and Efficacy; Nova Science Publishers, Inc.: Hauppauge, 2011; Vol. 01.
8. Setter, N.; Waser, R. Acta Mater. 2000, 48, 151-178
9. Ueno, K.; Nakamura, S.; Shimotani, H.; Ohtomo, A.; Kimura, N.; Nojima, T.; Aoki, H.; Iwasa, Y.; Kawasaki, M. Nat. Mater. 2008, 7, 855-858
10. Hutton, J.; Nelmes, R. J. J. Phys. C-Solid State Phys. 1981, 14, 1713-1736
11. Unoki., H.; Sakudo, T. J. Phys. Soc. Jpn. 1967, 23, 546-552
12. Moreira, M. L.; Andres, J.; Longo, V. M.; Li, M. S.; Varela, J. A.; Longo, E. Chem. Phys. Lett. 2009, 473, 293-298
13. Capizzi, M.; Frova, A. Phys. Rev. Lett. 1970, 25, 1298
14. Hasegawa, T.; Shirai, M.; Tanaka, K. J. Lumin. 2000, 87-9, 1217-1219
15. Baskoutas, S.; Terzis, A. F. J. Appl. Phys. 2006, 99, 4
16. Meng, J. F.; Huang, Y. B.; Zhang, W. F.; Du, Z. L.; Zhu, Z. Q.; Zou, G. T. Phys. Lett. A 1995, 205, 72-76
17. Lebedev, A. I. Phys. Solid State 2009, 51, 362-372
18. Lytle, F. W. J. Appl. Phys. 1964, 35, 2212
19. Nilsen, W. G.; Skinner, J. G. J. Chem. Phys. 1968, 48, 2240
20. Saifi, M. A.; Cross, L. E. Phys. Rev. B 1970, 2, 677
21. Wahl, R.; Vogtenhuber, D.; Kresse, G. Phys. Rev. B 2008, 78, 11
22. Harman, G. G. Phys. Rev. 1958, 111, 27-33
23. Gong, W. H.; Yun, H.; Ning, Y. B.; Greedan, J. E.; Datars, W. R.; Stager, C. V. J. Solid State Chem. 1991, 90, 320-330
24. Suzuki, H.; Bando, H.; Ootuka, Y.; Inoue, I. H.; Yamamoto, T.; Takahashi, K.; Nishihara, Y. J. Phys. Soc. Jpn. 1996, 65, 1529-1532
25. Feng, T. Phys. Rev. B 1982, 25, 627-642
26. Yu, J.; Sun, J. L.; Chu, J. H.; Tang, D. Y. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2807-2809
27. Longo, V. M.; de Figueiredo, A. T.; de Lazaro, S.; Gurgel, M. F.; Costa, M. G. S.; Paiva-Santos, C. O.; Varela, J. A.; Longo, E.; Mastelaro, V. R.; De Vicente, F. S.; Hernandes, A. C.; Franco, R. W. A. J. Appl. Phys. 2008, 104, 11
28. Yang, B.; Townsend, P. D.; Fromknecht, R. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 2004, 217, 60-64
29. Inaguma, Y.; Sohn, J. H.; Kim, I. S.; Itoh, M.; Nakamura, T. J. Phys. Soc. Jpn. 1992, 61, 3831-3832
30. Stirling, W. G.; Currat, R. J. Phys. C-Solid State Phys. 1976, 9, L519-L522
31. Denisov, V. N.; Mavrin, B. N.; Podobedov, V. B.; Scott, J. F. J. Raman Spectrosc. 1983, 14, 276-283
32. Vogt, H.; Uwe, H. Phys. Rev. B 1984, 29, 1030-1034
33. Gao, F.; Zhao, H. L.; Li, X.; Cheng, Y. F.; Zhou, X.; Cui, F. J. Power Sources 2008, 185, 26-31
34. Orhan, E.; Pontes, F. M.; Pinheiro, C. D.; Boschi, T. M.; Leite, E. R.; Pizani, P. S.; Beltran, A.; Andres, J.; Varela, J. A.; Longo, E. J. Solid State Chem. 2004, 177, 3879-3885
35. Nishikawa, H.; Kanai, M.; Kawai, T. J. Cryst. Growth 1997, 179, 467-476
36. Wang, Y. G.; Xu, G.; Yang, L. L.; Ren, Z. H.; Wei, X.; Weng, W. J.; Du, P. Y.; Shen, G.; Han, G. R. J. Cryst. Growth 2009, 311, 2519-2523
37. Lencka, M. M.; Riman, R. E. Chem. Mater. 1995, 7, 18-25
38. Lencka, M. M.; Riman, R. E. Chem. Mater. 1993, 5, 61-70
39. Oliver Kappe, C. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1127-1139
40. Bilecka, I.; Niederberger, M. Nanoscale 2010, 2, 1358-1374
41. Tompsett, G. A.; Conner, W. C.; Yngvesson, K. S. ChemPhysChem 2006, 7, 296-319
42. Jhung, S. H.; Chang, J.-S.; Park, S.-E.; Forster, P. M.; FrÃcey, G. r.; Cheetham, A. K. Chem. Mater. 2004, 16, 1394-1396
43. Jhung, S. H.; Chang, J.-S.; Hwang, J. S.; Park, S.-E. Microporous Mesoporous Mater. 2003, 64, 33-39
44. Jhung, S. H.; Jin, T.; Hwang, Y. K.; Chang, J.-S. Chem.-Eur. J. 2007, 13, 4410-4417
45. Polshettiwar, V.; Baruwati, B.; Varma, R. S. ACS Nano 2009, 3, 728-736
46. Komarneni, S.; Roy, R.; Li, Q. H. Mater. Res. Bull. 1992, 27, 1393-1405
47. Sun, W. A.; Li, J. Q.; Liu, W.; Li, C. H. J. Am. Ceram. Soc. 2006, 89, 118-123
48. Komarneni, S.; Li, Q.; Stefansson, K. M.; Roy, R. J. Mater. Res. 1993, 8, 3176-3183
49. Rao, K. J.; Vaidhyanathan, B.; Ganguli, M.; Ramakrishnan, P. A. Chem. Mater. 1999, 11, 882-895
50. Cavalcante, L. S.; Sczancoski, J. C.; Tranquilin, R. L.; Varela, J. A.; Longo, E.; Orlandi, M. O. Particuology 2009, 7, 353-362
51. Mohajerani, M. S.; Mazloumi, M.; Lak, A.; Kajbafvala, A.; Zanganeh, S.; Sadrnezhaad, S. K. J. Cryst. Growth 2008, 310, 3621-3625
52. Moreira, M. L.; Paris, E. C.; do Nascimento, G. S.; Longo, V. M.; Sambrano, J. R.; Mastelaro, V. R.; Bernardi, M. I. B.; Andres, J.; Varela, J. A.; Longo, E. Acta Mater. 2009, 57, 5174-5185
53. Tian, G. R.; Sun, S. X. Cryst. Res. Technol. 2010, 45, 188-194
54. Volanti, D. P.; Keyson, D.; Cavalcante, L. S.; Simoes, A. Z.; Joya, M. R.; Longo, E.; Varela, J. A.; Pizani, P. S.; Souza, A. G. J. Alloy. Compd. 2008, 459, 537-542
55. Herrero, M. A.; Kremsner, J. M.; Kappe, C. O. J. Org. Chem. 2008, 73, 36-47
56. Conner, W. C.; Tompsett, G. A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 2110-2118
57. Kappe, C. O. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 6250-6284
58. Dallinger, D.; Kappe, C. O. Chem. Rev. 2007, 107, 2563-2591
59. Huang, W.; Richert, R. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9909-9913
60. Gabriel, C.; Gabriel, S.; Grant, E. H.; Halstead, B. S. J.; Mingos, D. M. P. Chem. Soc. Rev. 1998, 27, 213-223
61. Arunkumar, L. Sci. Technol. Adv. Mater. 2007, 8, 484
62. Hwang, Y. K.; Chang, J.-S.; Kwon, Y.-U.; Park, S.-E. Microporous Mesoporous Mater. 2004, 68, 21-27
63. Keglevich, G.; Novak, T.; Vida, L.; Greiner, I. ChemInform 2007, DOI: 10.1002/chin.200713030.
64. Navaladian, S. Nanotechnology 2008, 19, 045603
65. Levine, D.; Steinhardt, P. J. Phys. Rev. B 1986, 34, 596
66. Godinho, M.; Ribeiro, C.; Longo, E.; Leite, E. R. Cryst. Growth Des. 2008, 8, 384-386
67. de Moura, A. P.; Lima, R. C.; Moreira, M. L.; Volanti, D. P.; Espinosa, J. W. M.; Orlandi, M. O.; Pizani, P. S.; Varela, J. A.; Longo, E. Solid State Ionics 2010, 181, 775-780
68. Motta, F. V.; Lima, R. C.; Marques, A. P. A.; Leite, E. R.; Varela, J. A.; Longo, E. Mater. Res. Bull. 2010, 45, 1703-1706
69. Michailovski, A.; Grunwaldt, J.-D.; Baiker, A.; Kiebach, R.; Bensch, W.; Patzke, G. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5643-5647
70. Dorner-Reisel, A.; Schops, S.; Lenk, A.; Schmutzler, G. Adv. Eng. Mater. 2007, 9, 400-405
71. Ma, Y.; Vileno, E.; Suib, S. L.; Dutta, P. K. Chem. Mater. 1997, 9, 3023-3031
72. Nyutu, E. K.; Chen, C. H.; Dutta, P. K.; Suib, S. L. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9659-9667
73. Rhee, S.; Shrout, T. R.; Link, G.; Thumm, M. J. Ceram. Soc. Jpn. 2003, 111, 312-317
74. Sun, W. A.; Li, C. H.; Li, J. Q.; Liu, W. Mater. Chem. Phys. 2006, 97, 481-487
75. Walton, R. I. Chem. Soc. Rev. 2002, 31, 230-238
76. Rietveld, H. M. J. Appl. Crystallogr. 1969, 2, 65
77. Larson, A. C.; R. B. V. D. In Los Alamos National Laboratory Report 2004; Vol. No. LAUR 86-748.
78. Finger, L. W.; Cox, D. E.; Jephcoat, A. P. J. Appl. Crystallogr. 1994, 27, 892-900
79. Jan, J. C.; Kumar, K. P. K.; Chiou, J. W.; Tsai, H. M.; Shih, H. L.; Hsueh, H. C.; Ray, S. C.; Asokan, K.; Pong, W. F.; Tsai, M. H.; Kuo, S. Y.; Hsieh, W. F. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3311-3313
80. Pontes, F. M.; Longo, E.; Leite, E. R.; Lee, E. J. H.; Varela, J. A.; Pizani, P. S.; Campos, C. E. M.; Lanciotti, F.; Mastelaro, V.; Pinheiro, C. D. Mater. Chem. Phys. 2003, 77, 598-602
81. Asokan, K.; Jan, J. C.; Chiou, J. W.; Pong, W. F.; Tsai, M. H.; Chang, Y. K.; Chen, Y. Y.; Hsieh, H. H.; Lin, H. J.; Yang, Y. W.; Lai, L. J.; Lin, I. N. J. Solid State Chem. 2004, 177, 2639-2643
82. Montoncello, F.; Carotta, M. C.; Cavicchi, B.; Ferroni, M.; Giberti, A.; Guidi, V.; Malagu, C.; Martinelli, G.; Meinardi, F. J. Appl. Phys. 2003, 94, 1501-1505
83. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. J. A.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Gaussian 03; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
84. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
85. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
86. Binkley, S.; A., P. J.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 939-947
87. Dosevi, V. R. S.; Roetti, C.; Orlando, R.; Zicovich-Wilson, C. M.; Pascale, F.; Civalleri, B.; Doll, K.; Harrison, N. M.; Bush, I. J.; D́Arco, P. H.; Llunell, M. CRYSTAL06 user's manual; University of Torino: Torino, 2006.
88. Longo, V.; Cavalcante, L.; Costa, M.; Moreira, M.; de Figueiredo, A.; Andrés, J.; Varela, J.; Longo, E. Theor. Chem. Acc. 2009, 124, 385-394
89. Gracia, L.; Andres, J.; Longo, V. M.; Varela, J. A.; Longo, E. Chem. Phys. Lett. 2010, 493, 141-146
90. http://www.crystal.unito.it/Basis-Sets/Ptable.html.
91. Kokalj, A. J. Mol. Graphics Modell. 1999, 17, 176
92. Pascale, F.; Zicovich-Wilson, C. M.; Gejo, F. L.; Civalleri, B.; Orlando, R.; Dovesi, R. J. Comput. Chem. 2004, 25, 888-897
93. Wilson, G. J.; Matijasevich, A. S.; Mitchell, D. R. G.; Schulz, J. C.; Will, G. D. Langmuir 2006, 22, 2016-2027
94. Neas, E. D. C., M. J. In Introduction to Microwave Sample Preparation: Theory and Practice; American Chemical Society: Washington, DC, 1988.
95. Lee, S. K.; Park, T. J.; Choi, G. J.; Koo, K. K.; Kim, S. W. Mater. Chem. Phys. 2003, 82, 742-749
96. Matsui, K.; Noguchi, T.; Islam, N. M.; Hakuta, Y.; Hayashi, H. J. Cryst. Growth 2008, 310, 2584-2589
97. Maxim, F.; Ferreira, P.; Vilarinho, P. M.; Reaney, I. Cryst. Growth Des. 2008, 8, 3309-3315
98. Newalkar, B. L.; Komarneni, S.; Katsuki, H. Mater. Res. Bull. 2001, 36, 2347-2355
99. Patil, S. K.; Shah, N.; Blum, F. D.; Rahaman, M. N. J. Mater. Res. 2005, 20, 3312-3319
100. Wu, J.; Xue, D. Sci. Adv. Mater. 2011, 3, 127-149
101. Yan, X.; Xu, D.; Xue, D. Acta Mater. 2007, 55, 5747-5757
102. Xu, D.; Xue, D. J. Cryst. Growth 2006, 286, 108-113
103. Zhang, W. F.; Xing, Q.; Huang, Y. B. Mod. Phys. Lett. B 2000, 14, 709-716
104. Makarova, M. V.; Kazin, P. E.; Zaitsev, D. D.; Eremina, N. S.; Tret'yakov, Y. D.; Jansen, M. Inorg. Mater. 2003, 39, 514-519
105. Albrecht, R. Angew. Chem., Int. Ed. 1985, 24, 1026-1040
106. Moreira, M. L.; Pianaro, S. A.; Andrade, A. V. C.; Zara, A. J. Mater. Charact. 2006, 57, 193-198
107. Wulff, G.; Z., K. Mineral 1901, 34, 449-530
108. Wortis, M. Chem. Phys. Solid Surf., VII ed.; Springer-Verlag: Berlin, 1988.
109. Cölfen, H. Biomineralization: From Paleontology to Materials Science; Ed.ial Universitaria, Universidad de Chile: Santiago, 2007.
110. Cölfen, H.; Antonietti, M. Mesocrystals and Nonclassical Crystallization; Wiley-VCH: Chichester, England, 2008.
111. Mullin, J. W. Crystallization, 3 rd ed.; Butterworth-Heinemann: Oxford, 1997.
112. Moreira, M. L.; Mambrini, G. P.; Volanti, D. P.; Leite, E. R.; Orlandi, M. O.; Pizani, P. S.; Mastelaro, V. R.; Paiva-Santos, C. O.; Longo, E.; Varela, J. A. Chem. Mater. 2008, 20, 5381-5387
113. Banfield, J. F.; Welch, S. A.; Zhang, H. Z.; Ebert, T. T.; Penn, R. L. Science 2000, 289, 751-754
114. Calderone, V. R.; Testino, A.; Buscaglia, M. T.; Bassoli, M.; Bottino, C.; Viviani, M.; Buscaglia, V.; Nanni, P. Chem. Mater. 2006, 18, 1627-1633
115. Rabuffetti, F. A.; Kim, H. S.; Enterkin, J. A.; Wang, Y. M.; Lanier, C. H.; Marks, L. D.; Poeppelmeier, K. R.; Stair, P. C. Chem. Mater. 2008, 20, 5628-5635
116. Whitesides, G. M.; Grzybowski, B. Science 2002, 295, 2418-2421
117. Mann, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 3393-3406
118. Lopez, M. D. B.; Fourlaris, G.; Rand, B.; Riley, F. L. J. Am. Ceram. Soc. 1999, 82, 1777-1786
119. Lu, S. W.; Lee, B. I.; Mann, L. A. Mater. Lett. 2000, 43, 102-105
120. Karlsson, M.; Matic, A.; Berastegui, P.; Borjesson, L. Solid State Ionics 2005, 176, 2971-2974
121. Stefov, V.; Cahil, A.; Soptrajanov, B.; Najdoski, M.; Spirovski, F.; Engelen, B.; Lutz, H. D.; Koleva, V. J. Mol. Struct. 2009, 924-26, 100-106
122. Grone, A.; Wohlecke, M.; Kapphan, S.; Waser, R. Ferroelectrics 1990, 107, 97-102
123. Chang, C.-A.; Ray, B.; Paul, D. K.; Demydov, D.; Klabunde, K. J. J. Mol. Catal. A: Chem. 2008, 281, 99-106
124. Smith, E.; Dent, G. Mod. Raman Spectrosc.: A practical Approach, 1st ed.; John Wiley & Sons, Ltd.: West Sussex, 2005.
125. Gupta, S.; Katiyar, R. S. J. Raman Spectrosc. 2001, 32, 885-891
126. Ranson, P.; Ouillon, R.; Pinan-Lucarre, J. P.; Pruzan, P.; Mishra, S. K.; Ranjan, R.; Pandey, D. J. Raman Spectrosc. 2005, 36, 898-911
127. Petzelt, J.; Ostapchuk, T.; Gregora, I.; Rychetsky, I.; Hoffmann-Eifert, S.; Pronin, A. V.; Yuzyuk, Y.; Gorshunov, B. P.; Kamba, S.; Bovtun, V.; Pokorny, J.; Savinov, M.; Porokhonskyy, V.; Rafaja, D.; Vanek, P.; Almeida, A.; Chaves, M. R.; Volkov, A. A.; Dressel, M.; Waser, R. Phys. Rev. B 2001, 64, 10
128. Toulouse, J.; Diantonio, P.; Vugmeister, B. E.; Wang, X. M.; Knauss, L. A. Phys. Rev. Lett. 1992, 68, 232-235
129. Swaminathan, V.; Stevin, S. P.; White, T. J.; Chen, L.; Rami, C.; Ramanujan, R. V. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 3037-3042
130. Munch, W.; Kreuer, K. D.; Seifertli, G.; Majer, J. Solid State Ionics 1999, 125, 39-45
131. Shiratori, Y.; Pithan, C.; Dornseiffer, J.; Waser, R. J. Raman Spectrosc. 2007, 38, 1288-1299
132. Lee, C. T.; Zhang, M. S.; Yin, Z.; Zhu, W. J. Mater. Sci. 2005, 40, 1277-1279
133. Ribeiro, C.; Vila, C.; Stroppa, D. B.; Mastelaro, V. R.; Bettini, J.; Longo, E.; Leite, E. R. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5871-5875
134. Vedrinskii, R. V.; Kraizman, V. L.; Novakovich, A. A.; Demekhin, P. V.; Urazhdin, S. V. J. Phys.: Condens. Matter 1998, 10, 9561-9580
135. Ravel, B. D. Ph.D., University of Washington, 1995.
136. Ravel, B. S.; E. A. Vedrinskii, R. I.; Kraizuman, V. Ferroelectrics 1998, 206-207, 407-430
137. Farges, F.; Brown, G. E.; Rehr, J. J. Phys. Rev. B 1997, 56, 1809-1819
138. Wood, D. L.; Tauc, J. Phys. Rev. B 1972, 5, 3144
139. Longo, V. M.; das GraAa Sampaio Costa, M.; Zirpole SimAes, A.; Rosa, I. L. V.; Santos, C. O. P.; AndrAs, J.; Longo, E.; Varela, J. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 7566-7579
140. Kitai, A. Luminescent Materials and Applications; John Wiley & Sons, Inc.: Chichester, England, 2008.
141. Gfroerer, T. H. Photoluminescence in Analysis of Surfaces and Interfaces; John Wiley & Sons Ltd.: Chichester, 2000.