Synthesis and modeling of hollow intermetallic Ni-Zn nanoparticles formed by the Kirkendall effect

Nano Letters

Volumn 13, Issue 8, 2013, Pages 3618-3625

  Jana, Subhra ^a   Chang, Ji Woong ^a   Rioux, Robert M ^a  

^a The Pennsylvania State University   (United States)

Author keywords

diffusion; hollow nanoparticle; Intermetallic; Kirkendall effect; moving boundary model; Ni Zn

Indexed keywords

APPARENT DIFFUSION COEFFICIENT; EXPERIMENTAL MODELING; HOLLOW NANOPARTICLES; HOLLOW NANOSTRUCTURES; KIRKENDALL EFFECTS; MOVING BOUNDARIES; NI-ZN; SPHERICAL MORPHOLOGIES;

DIFFUSION; GRAIN BOUNDARIES; INTERMETALLICS; NANOPARTICLES; NANOTECHNOLOGY; ORGANOMETALLICS; SOLIDS; SURFACE DIFFUSION; SYNTHESIS (CHEMICAL); ZINC;

NICKEL;

EID: 84881588735     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl401467r     Document Type: Article

References (72)

1. Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545-610
2. Sun, S. H.; Murray, C. B.; Weller, D.; Folks, L.; Moser, A. Science 2000, 287, 1989-1992
3. Bauer, J. C.; Chen, X.; Liu, Q.; Phan, T.-H.; Schaak, R. E. J. Mater. Chem. 2008, 18, 275-282
4. Kanatzidis, M. G.; Pottgen, R.; Jeitschko, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6996-7023
5. Henderson, N. L.; Schaak, R. E. Chem. Mater. 2008, 20, 3212-3217
6. Heibel, M.; Kumar, G.; Wyse, C.; Bukovec, P.; Bocarsly, A. B. Chem. Mater. 1996, 8, 1504-1511
7. Martin-Gonzalez, M.; Prieto, A. L.; Knox, M. S.; Gronsky, R.; Sands, T.; Stacy, A. M. Chem. Mater. 2003, 15, 1676-1681
8. Koch, C. C.; Whittenberger, J. D. Intermetallics 1996, 4, 339-355
9. Konrad, H.; Weissmuller, J.; Birringer, R.; Karmonik, C.; Gleiter, H. Phys. Rev. B 1998, 58, 2142-2149
10. Meitl, M. A.; Dellinger, T. M.; Braun, P. V. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 795-799
11. Mathur, S.; Veith, M.; Ruegamer, T.; Hemmer, E.; Shen, H. Chem. Mater. 2004, 16, 1304-1312
12. Onda, A.; Komatsu, T.; Yashima, T. J. Catal. 2001, 201, 13-21
13. Sanchez-Lopez, J. C.; Gonzalez-Elipe, A. R.; Fernandez, A. J. Mater. Res. 1998, 13, 703-710
14. Armbruester, M.; Kovnir, K.; Behrens, M.; Teschner, D.; Grin, Y.; Schloegl, R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14745-14747
15. Dinega, D. P.; Bawendi, M. G. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 1788-1791
16. Leonard, B. M.; Bhuvanesh, N. S. P.; Schaak, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7326-7327
17. Vasquez, Y.; Luo, Z.; Schaak, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11866-11867
18. Ibanez, M.; Fan, J.; Li, W.; Cadavid, D.; Nafria, R.; Carrete, A.; Cabot, A. Chem. Mater. 2011, 23, 3095-3104
19. Yin, Y. D.; Rioux, R. M.; Erdonmez, C. K.; Hughes, S.; Somorjai, G. A.; Alivisatos, A. P. Science 2004, 304, 711-714
20. Gao, J.; Liang, G.; Zhang, B.; Kuang, Y.; Zhang, X.; Xu, B. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1428-1433
21. Kim, S. W.; Kim, M.; Lee, W. Y.; Hyeon, T. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7642-7643
22. Mitchell, D. T.; Lee, S. B.; Trofin, L.; Li, N. C.; Nevanen, T. K.; Soderlund, H.; Martin, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11864-11865
23. Marinakos, S. M.; Anderson, M. F.; Ryan, J. A.; Martin, L. D.; Feldheim, D. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8872-8876
24. Li, A. P.; Muller, F.; Birner, A.; Nielsch, K.; Gosele, U. Adv. Mater. 1999, 11, 483-487
25. Rana, R. K.; Mastai, Y.; Gedanken, A. Adv. Mater. 2002, 14, 1414-1418
26. Fowler, C. E.; Khushalani, D.; Mann, S. Chem. Commun. 2001, 2028-2029
27. Chen, C.-H.; Abbas, S. F.; Morey, A.; Sithambaram, S.; Xu, L.-P.; Garces, H. F.; Hines, W. A.; Suib, S. L. Adv. Mater. 2008, 20, 1205-1209
28. Imhof, A. Langmuir 2001, 17, 3579-3585
29. von Werne, T.; Patten, T. E. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7497-7505
30. Zhou, Q. Y.; Wang, S. X.; Fan, X. W.; Advincula, R.; Mays, J. Langmuir 2002, 18, 3324-3331
31. Dhas, N. A.; Suslick, K. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2368-2369
32. Wang, J.; Loh, K. P.; Zhong, Y. L.; Lin, M.; Ding, J.; Foo, Y. L. Chem. Mater. 2007, 19, 2566-2572
33. Joo, J. B.; Zhang, Q.; Lee, I.; Dahl, M.; Zaera, F.; Yin, Y. Adv. Funct. Mater. 2011, 22, 166-174
34. Yang, R. Z.; Li, H.; Qiu, X. P.; Chen, L. Q. Chem.-Eur. J 2006, 12, 4083-4090
35. Liu, J. Q.; Maaroof, A. I.; Wieczorek, L.; Cortie, M. B. Adv. Mater. 2005, 17, 1276-1281
36. Liang, Z. J.; Susha, A.; Caruso, F. Chem. Mater. 2003, 15, 3176-3183
37. Wang, S. F.; Gu, F.; Lu, M. K. Langmuir 2006, 22, 398-401
38. Chen, G.; Xia, D.; Nie, Z.; Wang, Z.; Wang, L.; Zhang, L.; Zhang, J. Chem. Mater. 2007, 19, 1840-1844
39. Mahmoud, M. A.; El-Sayed, M. A. Nano Lett. 2011, 11, 946-953
40. Smigelskas, A. D.; Kirkendall, E. O. Trans. Am. Inst. Miner. Met. Eng. 1947, 171, 130-142
41. Shewmon, P. G. Diffusion in Solids; McGraw-Hill: New York, 1963; Chap. 4.
42. Gao, J. H.; Zhang, B.; Zhang, X. X.; Xu, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 1220-1223
43. Peng, Q.; Sun, X.-Y.; Spagnola, J. C.; Saquing, C.; Khan, S. A.; Spontak, R. J.; Parsons, G. N. ACS Nano 2009, 3, 546-554
44. Nakamura, R.; Lee, J. G.; Tokozakura, D.; Mori, H.; Nakajima, H. Mater. Lett. 2007, 61, 1060-1063
45. Cabot, A.; Alivisatos, A. P.; Puntes, V. F.; Balcells, L.; Iglesias, O.; Labarta, A. Phys. Rev. B 2009, 79
46. Chiang, R. K.; Chiang, R. T. Inorg. Chem. 2007, 46, 369-371
47. Hou, H. W.; Peng, Q.; Zhang, S. Y.; Guo, Q. X.; Xie, Y. Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 2625-2630
48. Nakahara, S.; McCoy, R. J. Appl. Phys. Lett. 1980, 37, 42-44
49. Lu, X.; Tuan, H.-Y.; Chen, J.; Li, Z.-Y.; Korgel, B. A.; Xia, Y. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1733-1742
50. Sun, Y.; Xia, Y. Science 2002, 298, 2176-2179
51. Kirkaldy, J. S. Can. J. Phys. 1958, 36, 907-916
52. Mei, Z.; Sunwoo, A.; Morris, J. Metall. Mater. Trans. A 1992, 23, 857-864
53. Paul, A.; van Dal, M. J. H.; Kodentsov, A. A.; van Loo, F. J. J. Acta Mater. 2004, 52, 623-630
54. Masumura, R. A.; Rath, B. B.; Pande, C. S. Acta Mater. 2002, 50, 4535-4544
55. Levitas, V. I.; Attariani, H. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 54-62
56. Gusak, A. M.; Tu, K. N. Acta Mater. 2009, 57, 3367-3373
57. Svoboda, J.; Fischer, F. D.; Vollath, D. Acta Mater. 2009, 57, 1912-1919
58. Cable, R. E.; Schaak, R. E. Chem. Mater. 2007, 19, 4098-4104
59. Henkes, A. E.; Vasquez, Y.; Schaak, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1896-1897
60. Nash, P.; Pan, Y. J. Phase Equilib. 1987, 8, 422-430
61. Vassilev, G.; Gomez-Acebo, T.; Tedenac, J.-C. J. Phase Equilib. 2000, 21, 287-301
62. Su, X.; Tang, N.-Y.; Toguri, J. M. J. Phase Equilib. 2002, 23, 140-148
63. Puntes, V. F.; Zanchet, D.; Erdonmez, C. K.; Alivisatos, A. P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12874-12880
64. Schaefer, Z. L.; Vaughn, D. D., II; Schaak, R. E. J. Alloys Compd. 2010, 490, 98-102
65. Yin, Y.; Erdonmez, C. K.; Cabot, A.; Hughes, S.; Alivisatos, A. P. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1389-1399
66. Nemeth, K.; Chapman, K. W.; Balasubramanian, M.; Shyam, B.; Chupas, P. J.; Heald, S. M.; Newville, M.; Klingler, R. J.; Winans, R. E.; Almer, J. D.; Sandi, G.; Srajer, G. J. Chem. Phys. 2012, 136, 074105-074110
67. Zaporozhets, T. V.; Gusak, A. M. In Diffusion-Controlled Solid State Reactions; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany, 2010; pp 189-257.
68. Kirkaldy, J. S. Can. J. Phys. 1958, 36, 899-906
69. Evteev, A. V.; Levchenko, E. V.; Belova, I. V.; Murch, G. E. J. Nano Res. 2009, 7, 11-17
70. Dybkov, V. Powder Metall. Met. C+ 2001, 40, 426-431
71. Mortlock, A. J.; Ewens, P. M. Phys. Rev. 1967, 156, 814-816
72. Kolobov, Y. R.; Grabovetskaya, G. P.; Ivanov, M. B.; Zhilyaev, A. P.; Valiev, R. Z. Scr. Mater. 2001, 44, 873-878