Bending-induced symmetry breaking of lithiation in germanium nanowires

Nano Letters

Volumn 14, Issue 8, 2014, Pages 4622-4627

  Gu, Meng ^a   Yang, Hui ^c   Perea, Daniel E ^a   Zhang, Ji Guang ^b   Zhang, Sulin ^c   Wang, Chong Min ^a  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

chemomechanical modeling; Ge nanowires; in situ TEM; Li ion battery; symmetry breaking

Indexed keywords

GERMANIUM; NANOWIRES; SIGNAL TRANSDUCTION; STRESSES;

CHEMO-MECHANICAL MODEL; ELECTROCHEMICAL LITHIATION; ELECTROCHEMICAL REACTION RATES; GERMANIUM NANOWIRE (GENWS); HIGH-CAPACITY ELECTRODES; IN-SITU TEM; LI-ION BATTERIES; SYMMETRY-BREAKING;

ELECTROCHEMICAL ELECTRODES;

EID: 84905578536     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl501680w     Document Type: Article

References (41)

1. Tarascon, J. M.; Armand, M. Nature 2001, 414 (6861) 359-367
2. Cairns, E. J.; Albertus, P. Batteries for Electric and Hybrid-Electric Vehicles. In Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering, Vol. 1; Prausnitz, J. M.; Doherty, M. F.; Segalman, M. A., Eds.; Annual Reviews: Palo Alto, CA, 2010; Vol. 1, pp 299-320.
3. Service, R. F. Science 2011, 332 (6037) 1494-1496
4. Liu, C.; Li, F.; Ma, L. P.; Cheng, H. M. Adv. Mater. 2010, 22 (8) E28-E62
5. Arico, A. S.; Bruce, P.; Scrosati, B.; Tarascon, J.-M.; van Schalkwijk, W. Nat. Mater. 2005, 4 (5) 366-377
6. Beaulieu, L. Y.; Eberman, K. W.; Turner, R. L.; Krause, L. J.; Dahn, J. R. Electrochem. Solid State Lett. 2001, 4 (9) A137-A140
7. Liu, X. H.; Zheng, H.; Zhong, L.; Huang, S.; Karki, K.; Zhang, L. Q.; Liu, Y.; Kushima, A.; Liang, W. T.; Wang, J. W.; Cho, J.-H.; Epstein, E.; Dayeh, S. A.; Picraux, S. T.; Zhu, T.; Li, J.; Sullivan, J. P.; Cumings, J.; Wang, C.; Mao, S. X.; Ye, Z. Z.; Zhang, S.; Huang, J. Y. Nano Lett. 2011, 11 (8) 3312-3318
8. Liu, X. H.; Zhong, L.; Huang, S.; Mao, S. X.; Zhu, T.; Huang, J. Y. ACS Nano 2012, 6 (2) 1522-1531
9. Liu, Y.; Zheng, H.; Liu, X. H.; Huang, S.; Zhu, T.; Wang, J.; Kushima, A.; Hudak, N. S.; Huang, X.; Zhang, S.; Mao, S. X.; Qian, X.; Li, J.; Huang, J. Y. ACS Nano 2011, 5 (9) 7245-7253
10. Lee, S. W.; McDowell, M. T.; Berla, L. A.; Nix, W. D.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109 (11) 4080-4085
11. Liang, W.; Hong, L.; Yang, H.; Fan, F.; Liu, Y.; Li, H.; Li, J.; Huang, J. Y.; Chen, L.-Q.; Zhu, T.; Zhang, S. Nano Lett. 2013, 13 (11) 5212-5217
12. Liang, W.; Yang, H.; Fan, F.; Liu, Y.; Liu, X. H.; Huang, J. Y.; Zhu, T.; Zhang, S. ACS Nano 2013, 7 (4) 3427-3433
13. Liu, X. H.; Fan, F.; Yang, H.; Zhang, S.; Huang, J. Y.; Zhu, T. ACS Nano 2012, 7 (2) 1495-1503
14. McDowell, M. T.; Ryu, I.; Lee, S. W.; Wang, C.; Nix, W. D.; Cui, Y. Adv. Mater. 2012, 24 (45) 6034-6041
15. Yang, H.; Huang, X.; Liang, W.; van Duin, A. C. T.; Raju, M.; Zhang, S. Chem. Phys. Lett. 2013, 563 (0) 58-62
16. Huang, X.; Yang, H.; Liang, W.; Raju, M.; Terrones, M.; Crespi, V. H.; van Duin, A. C. T.; Zhang, S. Appl. Phys. Lett. 2013, 103 (15) 153901-4
17. Grantab, R.; Shenoy, V. B. J. Electrochem. Soc. 2012, 159 (5) A584-A591
18. Kasavajjula, U.; Wang, C. S.; Appleby, A. J. J. Power Sources 2007, 163 (2) 1003-1039
19. Zhang, W. J. J. Power Sources 2011, 196 (1) 13-24
20. Larcher, D.; Beattie, S.; Morcrette, M.; Edstroem, K.; Jumas, J. C.; Tarascon, J. M. J. Mater. Chem. 2007, 17 (36) 3759-3772
21. Graetz, J.; Ahn, C. C.; Yazami, R.; Fultz, B. J. Electrochem. Soc. 2004, 151 (5) A698-A702
22. Chan, C. K.; Zhang, X. F.; Cui, Y. Nano Lett. 2008, 8 (1) 307-309
23. Lee, H.; Kim, H.; Doo, S.-G.; Cho, J. J. Electrochem. Soc. 2007, 154 (4) A343-A346
24. Park, M.-H.; Cho, Y.; Kim, K.; Kim, J.; Liu, M.; Cho, J. Angew. Chem. 2011, 123 (41) 9821-9824
25. Jo, G.; Choi, I.; Ahn, H.; Park, M. J. Chem. Commun. 2012, 48 (33) 3987-3989
26. Xue, D.-J.; Xin, S.; Yan, Y.; Jiang, K.-C.; Yin, Y.-X.; Guo, Y.-G.; Wan, L.-J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (5) 2512-2515
27. Woo, S.-H.; Choi, S. J.; Park, J.-H.; Yoon, W.-S.; Hwang, S. W.; Whang, D. J. Electrochem. Soc. 2013, 160 (1) A112-A116
28. Klavetter, K. C.; Wood, S. M.; Lin, Y.-M.; Snider, J. L.; Davy, N. C.; Chockla, A. M.; Romanovicz, D. K.; Korgel, B. A.; Lee, J.-W.; Heller, A.; Mullins, C. B. J. Power Sources 2013, 238 (0) 123-136
29. Liu, Y.; Zhang, S.; Zhu, T. ChemElectroChem. 2014, 1 (4) 706-713
30. Liu, X. H.; Wang, J. W.; Huang, S.; Fan, F.; Huang, X.; Liu, Y.; Krylyuk, S.; Yoo, J.; Dayeh, S. A.; Davydov, A. V.; Mao, S. X.; Picraux, S. T.; Zhang, S.; Li, J.; Zhu, T.; Huang, J. Y. Nat. Nanotechnol. 2012, 7 (11) 749-756
31. Lee, S. W.; McDowell, M. T.; Choi, J. W.; Cui, Y. Nano Lett. 2011, 11 (7) 3034-3039
32. Goldman, J. L.; Long, B. R.; Gewirth, A. A.; Nuzzo, R. G. Adv. Funct. Mater. 2011, 21 (13) 2412-2422
33. McDowell, M. T.; Lee, S. W.; Harris, J. T.; Korgel, B. A.; Wang, C.; Nix, W. D.; Cui, Y. Nano Lett. 2013, 13 (2) 758-764
34. Sun, C.-F.; Karki, K.; Jia, Z.; Liao, H.; Zhang, Y.; Li, T.; Qi, Y.; Cumings, J.; Rubloff, G. W.; Wang, Y. ACS Nano 2013, 7 (3) 2717-2724
35. Liu, X. H.; Huang, S.; Picraux, S. T.; Li, J.; Zhu, T.; Huang, J. Y. Nano Lett. 2011, 11 (9) 3991-3997
36. Yang, H.; Huang, S.; Huang, X.; Fan, F.; Liang, W.; Liu, X. H.; Chen, L.-Q.; Huang, J. Y.; Li, J.; Zhu, T.; Zhang, S. Nano Lett. 2012, 12 (4) 1953-1958
37. Yang, H.; Fan, F.; Liang, W.; Guo, X.; Zhu, T.; Zhang, S. J. Mech. Phys. Solids 2014, 10.1016/j.jmps.2014.06.004
38. Chou, C.-Y.; Kim, H.; Hwang, G. S. J. Phys. Chem. C 2011, 115 (40) 20018-20026
39. Roundy, D.; Cohen, M. L. Phys. Rev. B 2001, 64 (21) 212103
40. Smith, D. A.; Holmberg, V. C.; Korgel, B. A. ACS Nano 2010, 4 (4) 2356-2362
41. ABAQUS; Dassault Systemes Simulia Corp.: Providence, RI, 2010.