Nanoglasses: A new kind of noncrystalline materials

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 4, Issue 1, 2013, Pages 517-533

  Gleiter, Herbert ^a,b  

^a KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

^b NANJING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

Amorphous materials; Ferromagnetism; Nanoglasses; Nanostructured materials; Noncrystalline materials

Indexed keywords

CHEMICAL COMPOSITIONS; FERROMAGNETS; GLASSY STRUCTURE; INTERFACIAL REGION; MELT-QUENCHED GLASS; NANOGLASSES; NEAREST-NEIGHBORS; NONCRYSTALLINE MATERIALS;

AMORPHOUS MATERIALS; BIOCOMPATIBILITY; ELECTRONIC STRUCTURE; FERROMAGNETISM; MICROSTRUCTURE; NANOSTRUCTURED MATERIALS;

GLASS;

EID: 84885097762     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.4.61     Document Type: Article

References (109)

1. Würschum, R.; Reimann, K.; Farber, P. Defect Diffus. Forum 1997, 143-147, 1463.
2. Kelly, A.; Nicholson, R. B. Prog. Mater. Sci. 1963, 10, 151-391. doi:10.1016/0079-6425(63)90010-0
3. Jing, J.; Krämer, A.; Birringer, R.; Gleiter, H.; Gonser, U. J. Non-Cryst. Solids 1989, 113, 167-170. doi:10.1016/0022-3093(89)90007-0
4. Gleiter, H. J. Appl. Crystallogr. 1991, 24, 79-90. doi:10.1107/S0021889890011013
5. Weissmüller, J.; Schubert, P.; Franz, H.; Birringer, R.; Gleiter, H. Proceedings of the 7th National Conference on the Physics of Non-Crystalline Solids, Cambridge, England, Aug 4-9, 1991; 1991.
6. Gleiter, H. Metall. Mater. Trans. A 2009, 40, 1499-1509. doi:10.1007/s11661-009-9848-7
7. Chen, N.; Frank, R.; Asao, N.; Louzguine-Luzgin, D. V.; Sharma, P.; Wang, J. Q.; Xie, G. Q.; Ishikawa, Y.; Hatakeyama, N.; Lin, Y. C.; Esashi, M.; Yamamoto, Y.; Inoue, A. Acta Mater. 2011, 59, 6433-6440. doi:10.1016/j.actamat.2011.07.007
8. Chen, N.; Louzguine-Luzgin, D. V.; Xie, G. Q.; Sharma, P.; Perepezko, J. H.; Esashi, M.; Yavari, A. R.; Inoue, A. Nanotechnology 2013, 24, 045610. doi:10.1088/0957-4484/24/4/045610
9. Li, J.; Wang, Z. L.; Hufnagel, T. C. Phys. Rev. B 2002, 65, 144201. doi:10.1103/PhysRevB.65.144201
10. Shao, H.; Xu, Y.; Shi, B.; Yu, C.; Hahn, H.; Gleiter, H.; Li, J. J. Alloys Compd. 2013, 548, 77-81. doi:10.1016/j.jallcom.2012.08.132
11. Liu, J. W.; Cao, Q. P.; Chen, L. Y.; Wang, X. D.; Jiang, J. Z. Acta Mater. 2010, 58, 4827-4840. doi:10.1016/j.actamat.2010.05.018
12. Ritter, Y.; Sopu, D.; Gleiter, H.; Albe, K. Acta Mater. 2011, 59, 6588-6593. doi:10.1016/j.actamat.2011.07.013
13. Mendelev, M. I.; Sordelet, D. J.; Kramer, M. J. J. Appl. Phys. 2007, 102, 043501. doi:10.1063/1.2769157
14. Kuhn, A.; Wilkening, M.; Heitjans, P. Solid State Ionics 2009, 180, 302-307. doi:10.1016/j.ssi.2009.02.028
15. Kuhn, A.; Tobschall, E.; Heitjans, P. Z. Phys. Chem. 2009, 223, 1359-1377. doi:10.1524/zpch.2009.6084
16. Wilkening, M.; Heitjans, P. J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, 9849. doi:10.1088/0953-8984/18/43/007
17. Witte, R.; Feng, T.; Fang, J. X.; Fischer, A.; Ghafarai, M.; Brand, R. A.; Wang, D.; Hahn, H.; Gleiter, H. Appl. Phys. Lett. 2013, 103, in press.
18. Fang, J. X.; Vainio, U.; Puff, W.; Würschum, R.; Wang, X. L.; Wang, D.; Ghafari, M.; Jiang, F.; Sun, J.; Hahn, H.; Gleiter, H. Nano Lett. 2012, 12, 458-463. doi:10.1021/nl2038216
19. Feng, T.; Witte, R.; Hahn, H. unpublished results.
20. Ghafari, M. unpublished results.
21. Ghafari, M.; Hahn, H.; Gleiter, H.; Sakurai, Y.; Itou, M.; Kamali, S. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 243104. doi:10.1063/1.4769816
22. Sakurai, Y.; Tanaka, Y.; Ohata, T.; Watanabe, Y.; Nanao, S.; Ushigami, Y.; Iwazumi, T.; Kawata, H.; Shiotani, N. J. Phys.: Condens. Matter 1994, 6, 9469. doi:10.1088/0953-8984/6/44/025
23. Zukowski, E.; Cooper, M. J.; Timms, D. N.; Armstrong, R.; Itoh, F.; Sakurai, H.; Tanaka, Y.; Ito, M.; Kawata, H.; Bateson, R. J. Phys. Soc. Jpn. 1994, 63, 3838-3849. doi:10.1143/JPSJ.63.3838
24. Sakai, N. Mater. Sci. Forum 1992, 105-110, 431-438.
25. Chokshi, T.; Feng, T.; Witte, R.; Hahn, H.; Gleiter, H. unpublished results.
26. Franke, O.; Hodges, A.; Feng, T.; Witte, R.; Hahn, H.; Gleiter, H. unpublished results.
27. Sopu, D.; Albe, K.; Ritter, Y.; Gleiter, H. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 191911. doi:10.1063/1.3130209
28. Gleiter, H. Acta Mater. 2008, 56, 5875-5893. doi:10.1016/j.actamat.2008.08.028
29. Konrad, H.; Weissmüller, J.; Birringer, R.; Karmonik, C.; Gleiter, H. Phys. Rev. B 1998, 58, 2142-2149. doi:10.1103/PhysRevB.58.2142
30. Weissmüller, J.; Krauss, W.; Haubold, T.; Birringer, R.; Gleiter, H. Nanostruct. Mater. 1992, 1, 439-447. doi:10.1016/0965-9773(92)90076-A
31. Weissmüller, J. Nanostruct. Mater. 1993, 3, 261-272. doi:10.1016/0965-9773(93)90088-S
32. Gleiter, H. In Physical Metallurgy, 4th ed.; Cahn, R. W.; Haasen, P., Eds.; North-Holland: Amsterdam, New York, 1996; pp 923-927.
33. Aust, K. T.; Rutter, J. W. In Conference on the Recovery and Recrystallization of Metals; Himmel, L., Ed.; Interscience Publishers: New York, 1963; pp 131-138.
34. Demianczuk, D. W.; Aust, K. T. Acta Metall. 1975, 23, 1149-1162. doi:10.1016/0001-6160(75)90033-4
35. Cao, Q. P.; Li, J. F.; Zhou, Y. H.; Jiang, J. Z. Scr. Mater. 2008, 59, 673-676. doi:10.1016/j.scriptamat.2008.05.023
36. Guo, Y.; Morozov, A.; Schneider, D.; Chung, J. W.; Zhang, C.; Waldmann, M.; Yao, N.; Fytas, G.; Arnold, C. B.; Priestley, R. D. Nat. Mater. 2012, 11, 337-343. doi:10.1038/nmat3234
37. Cheng, Y. Q.; Cao, A. J.; Sheng, H. W.; Ma, E. Acta Mater. 2008, 56, 5263-5275. doi:10.1016/j.actamat.2008.07.011
38. Sheng, H. W.; Luo, W. K.; Alamgir, F. M.; Bai, J. M.; Ma, E. Nature 2006, 439, 419-425. doi:10.1038/nature04421
39. Bernal, J. D. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1964, 280, 299-322. doi:10.1098/rspa.1964.0147
40. Sciortino, F. Nat. Mater. 2002, 1, 145-146. doi:10.1038/nmat752
41. Day, R. K.; Dunlop, J. B.; Foley, C. P.; Ghafari, M.; Pask, H. Solid State Commun. 1985, 56, 843-845. doi:10.1016/0038-1098(85)90417-X
42. Müller, M.; Ghafari, M.; Banihashemei, S. H.; Stahl, B.; Hahn, H. Phys. Status Solidi A 2002, 189, 1043-1049. doi:10.1002/1521-396X(200202)189:31043::AID-PSSA10433.0.CO ;2-7
43. Fang, J. X.; Wang, X. L.; Wang, D.; Hahn, H.; Gleiter, H. unpublished results.
44. Lee, M. H.; Lee, K. S.; Das, J.; Thomas, J.; Kühn, U.; Eckert, J. Scr. Mater. 2010, 62, 678-681. doi:10.1016/j.scriptamat.2010.01.024
45. Park, K.-W.; Lee, C.-M.; Kim, H.-J.; Lee, J.-H.; Lee, J.-C. Mater. Sci. Eng., A 2009, 499, 529-533. doi:10.1016/j.msea.2008.09.010
46. Wang, J. G.; Zhao, D. Q.; Pan, M. X.; Shek, C. H.; Wang, W. H. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 031904. doi:10.1063/1.3073985
47. Park, B. J.; Chang, H. J.; Kim, D. H.; Kim, W. T.; Chattopadhyay, K.; Abinandanan, T. A.; Bhattacharyya, S. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 245503. doi:10.1103/PhysRevLett.96.245503
48. Cao, Q. P.; Liu, J. W.; Yang, K. J.; Xu, F.; Yao, Z. Q.; Minkow, A.; Fecht, H. J.; Ivanisenko, J.; Chen, L. Y.; Wang, X. D.; Qu, S. X.; Jiang, J. Z. Acta Mater. 2010, 58, 1276-1292. doi:10.1016/j.actamat.2009.10.032
49. Takayama, S. Mater. Sci. Eng. 1979, 38, 41-48. doi:10.1016/0025-5416(79)90030-2
50. Hofmann, D. C.; Suh, J.-Y.; Wiest, A.; Duan, G.; Lind, M.-L.; Demetriou, M. D.; Johnson, W. L. Nature 2008, 451, 1085-1089. doi:10.1038/nature06598
51. Albe, K.; Ritter, Y.; Sopu, D. E-MRS Fall meeting 2011, Symposium E; 2012; pp 1-9.
52. Sopu, D.; Ritter, Y.; Gleiter, H.; Albe, K. Phys. Rev. B 2011, 83, 100202. doi:10.1103/PhysRevB.83.100202
53. Lee, J.-C.; Park, K.-W.; Kim, K.-H.; Fleury, E.; Lee, B.-J.; Wakeda, M.; Shibutani, Y. J. Mater. Res. 2007, 22, 3087-3097. doi:10.1557/JMR.2007.0382
54. Jiang, W. H.; Pinkerton, F. E.; Atzmon, M. Acta Mater. 2005, 53, 3469-3477. doi:10.1016/j.actamat.2005.04.003
55. Ma E. Scr. Mater. 2003, 49, 941-946. doi:10.1016/S1359-6462(03)00477-9
56. Hauser, J. J. Phys. Rev. B 1975, 12, 5160-5165. doi:10.1103/PhysRevB.12.5160
57. Nastasi, M.; Saris, F. W.; Hung, L. S.; Mayer, J. W. J. Appl. Phys. 1985, 58, 3052-3058. doi:10.1063/1.335855
58. Oak, J.-J.; Louzguine-Luzgin, D. V.; Inoue, A. J. Mater. Res. 2007, 22, 1346-1353. doi:10.1557/jmr.2007.0154
59. Morrison, M. L.; Buchanan, R. A.; Peker, A.; Liaw, P. K.; Horton, J. A. J. Non-Cryst. Solids 2007, 353, 2115-2124. doi:10.1016/j.jnoncrysol.2007.03.012
60. Qin, F.; Wang, X.; Zhu, S.; Kawashima, A.; Asami, K.; Inoue, A. Mater. Trans. 2007, 48, 515-518. doi:10.2320/matertrans.48.515
61. Chen, N.; Shi, X.; Witte, R.; Nakayama, K. S.; Ohmura, K.; Wu, H.; Takeuchi, A.; Hahn, H.; Esashi, M.; Gleiter, H.; Inoue, A.; Louzguine, D. V. J. Mater. Chem. B 2013, 1, 2568-2574. doi:10.1039/c3tb20153h
62. Arnold, M.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Glass, R.; Blümmel, J.; Eck, W.; Kantlehner, M.; Kessler, H.; Spatz, J. P. ChemPhysChem 2004, 5, 383-388. doi:10.1002/cphc.200301014
63. Huang, J.; Gräter, S. V.; Corbellini, F.; Rinck, S.; Bock, E.; Kemkemer, R.; Kessler, H.; Ding, J.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2009, 9, 1111-1116. doi:10.1021/nl803548b
64. Selhuber-Unkel, C.; Erdmann, T.; Lopéz-García, M.; Kessler, H.; Schwarz, U. S.; Spatz, J. P. Biophys. J. 2010, 98, 543-551. doi:10.1016/j.bpj.2009.11.001
65. Chandrasekhar, V.; Boomishankar, R.; Nagendran, S. Chem. Rev. 2004, 104, 5847-5910. doi:10.1021/cr0306135
66. Murugavel, R.; Walawalkar, M. G.; Dan, M.; Roesky, H. W.; Rao, C. N. R. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 763-774. doi:10.1021/ar040083e
67. Denmark, S. E.; Sweis, R. F. Organosilicon Compounds in Cross-Coupling Reactions. In Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2nd ed.; de Meijere, A.; Diederich, F., Eds.; WILEY-VCH: Weinheim, 2004; pp 163-216.
68. Hirabayashi, K.; Nishihara, Y.; Mori, A.; Hiyama, T. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 7893-7896. doi:10.1016/S0040-4039(98)01750-X
69. Hirabayashi, K.; Kawashima, J.; Nishihara, Y.; Mori, A.; Hiyama, T. Org. Lett. 1999, 1, 299-302. doi:10.1021/ol990614c
70. Denmark, S. E.; Wehrli, D. Org. Lett. 2000, 2, 565-568. doi:10.1021/ol005565e
71. Mitsudome, T.; Arita, S.; Mori, H.; Mizugaki, T.; Jitsukawa, K.; Kaneda, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7938-7940. doi:10.1002/anie.200802761
72. Chauhan, B. P. S.; Sarkar, A.; Chauhan, M.; Roka, A. Appl. Organomet. Chem. 2009, 23, 385-390. doi:10.1002/aoc.1528
73. Mitsudome, T.; Noujima, A.; Mizugaki, T.; Jitsukawa, K.; Kaneda, K. Chem. Commun. 2009, 5302-5304. doi:10.1039/b910208f
74. Yang, B; Nieh, T. G. Acta Mater. 2007, 55, 295-300. doi:10.1016/j.actamat.2006.08.028
75. Song, S. X.; Jang, J. S. C.; Huang, J. C.; Nieh, T. G. Intermetallics 2010, 18, 702-709. doi:10.1016/j.intermet.2009.11.009
76. Banerjee, R.; Puthucode, A.; Bose, S.; Ayyub, P. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 021904. doi:10.1063/1.2429017
77. Ma, E. Prog. Mater. Sci. 2005, 50, 413-509. doi:10.1016/j.pmatsci.2004.07.001
78. Chen, N.; Hahn, H.; Gleiter, H. unpublished results.
79. He, J. H.; Sheng, H. W.; Schilling, P. J.; Chien, C.-L.; Ma, E. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 2826-2829. doi:10.1103/PhysRevLett.86.2826
80. He, J. H.; Sheng, H. W.; Ma, E. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1343-1345. doi:10.1063/1.1352040
81. Dasgupta, S.; Lukas, M.; Dössel, K.; Kruk, R.; Hahn, H. Phys. Rev. B 2009, 80, 085425. doi:10.1103/PhysRevB.80.085425
82. Michaelsen, C.; Gente, C.; Bormann, R. J. Appl. Phys. 1997, 81, 6024-6030. doi:10.1063/1.364451
83. Duwez, P.; Willens, R. H.; Klement, W. J. Appl. Phys. 1960, 31, 1136-1137. doi:10.1063/1.1735777
84. Linde, R. K. J. Appl. Phys. 1966, 37, 934. doi:10.1063/1.1708298
85. Weissmüller, J.; Newman, R. C.; Jin, H.-J.; Hodge, A. M.; Kysar, J. W. MRS Bull. 2009, 34, 577-586. doi:10.1557/mrs2009.157
86. Weissmüller, J.; Viswanath, R. N.; Kramer, D.; Zimmer, P.; Würschum, R.; Gleiter, H. Science 2003, 300, 312-315. doi:10.1126/science.1081024
87. Kramer, D.; Viswanath, R. N.; Weissmüller, J. Nano Lett. 2004, 4, 793-796. doi:10.1021/nl049927d
88. Baughman, R. H. Synth. Met. 1996, 78, 339-353. doi:10.1016/0379-6779(96)80158-5
89. Baughman, R. H.; Cui, C.; Zakhidov, A. A.; Iqbal, Z.; Barisci, J. N.; Spinks, G. M.; Wallace, G. G.; Mazzoldi, A.; De Rossi, D.; Rinzler, A. G.; Jaschinski, O.; Roth, S.; Kertesz, M. Science 1999, 284, 1340-1344. doi:10.1126/science.284.5418.1340
90. Lima, M. D.; Li, N.; Jung de Andrade, M.; Fang, S.; Oh, J.; Spinks, G. M.; Kozlov, M. E.; Haines, C. S.; Suh, D.; Foroughi, J.; Kim, S. J.; Chen, Y.; Ware, T.; Shin, M. K.; Machado, L. D.; Fonseca, A. F.; Madden, J. D. W.; Voit, W. E.; Galvão, D. S.; Baughman, R. H. Science 2012, 338, 928-932. doi:10.1126/science.1226762
91. Gu, G.; Schmid, M.; Chiu, P.-W.; Minett, A.; Fraysse, J.; Kim, G.-T.; Roth, S.; Kozlov, M.; Muñoz, E.; Baughman, R. H. Nat. Mater. 2003, 2, 316-319. doi:10.1038/nmat880
92. Biener, J.; Wittstock, A.; Zepeda-Ruiz, L. A.; Biener, M. M.; Zielasek, V.; Kramer, D.; Viswanath, R. N.; Weissmüller, J.; Bäumer, M.; Hamza, A. V. Nat. Mater. 2009, 8, 47-51. doi:10.1038/nmat2335
93. Dasgupta, S.; Gottschalk, S.; Kruk, R.; Hahn, H. Nanotechnology 2008, 19, 435203. doi:10.1088/0957-4484/19/43/435203
94. Drings, H.; Viswanath, R. N.; Kramer, D.; Lemier, C.; Weissmüller, J.; Würschum, R. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 253103. doi:10.1063/1.2216897
95. Ghosh, S.; Lemier, C.; Weissmüller, J. IEEE Trans. Magn. 2006, 42, 3617-3619. doi:10.1109/TMAG.2006.880922
96. WW-EAP and Artificial Muscles. http://eap.jpl.nasa.gov/.
97. Anderson, W. J.; Hansen, W. N. J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1973, 43, 329-338. doi:10.1016/S0022-0728(73)80274-8
98. Anderson, W.; Hansen, W. J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1973, 47, 229-243. doi:10.1016/S0022-0728(73)80450-4
99. Bonfiglioli, G.; Coen, E.; Malvano, R. Phys. Rev. 1956, 101, 1281-1284. doi:10.1103/PhysRev.101.1281
100. Tucceri, R. I.; Molina, F.; Posadas, D. An. Asoc. Quim. Argent. (1921-2001) 1983, 71, 241-246.
101. Tucceri, R. Surf. Sci. Rep. 2004, 56, 85-157. doi:10.1016/j.surfrep.2004.09.001
102. Bansal, C.; Sarkar, S.; Mishra, A. K.; Abraham, T.; Lemier, C.; Hahn, H. Scr. Mater. 2007, 56, 705-708. doi:10.1016/j.scriptamat.2006.12.015
103. Weisheit, M.; Fähler, S.; Marty, A.; Souche, Y.; Poinsignon, C.; Givord, D. Science 2007, 315, 349-351. doi:10.1126/science.1136629
104. Mishra, A. K.; Bansal, C.; Hahn, H. J. Appl. Phys. 2008, 103, 094308. doi:10.1063/1.2912982
105. Sagmeister, M.; Brossmann, U.; Landgraf, S.; Würschum, R. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 156601. doi:10.1103/PhysRevLett.96.156601
106. Mueller, F. M.; Garland, J. W.; Cohen, M. H.; Bennemann, K. H. Ann. Phys. 1971, 67, 19-57. doi:10.1016/0003-4916(71)90003-0
107. Ueno, K.; Nakamura, S.; Shimotani, H.; Ohtomo, A.; Kimura, N.; Nojima, T.; Aoki, H.; Iwasa, Y.; Kawasaki, M. Nat. Mater. 2008, 7, 855-858. doi:10.1038/nmat2298
108. Gleiter, H. Nordrhein-Westfälische Akademie der Wissenschaften, Vorträge Nr. 463; Verlag Ferdinand Schöningh: Paderborn, Germany, 2003; pp 47-88.
109. McBreen, J.; Mukerjee, S. J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 3399-3404. doi:10.1149/1.2049993