Nanoparticle shapes by using Wulff constructions and first-principles calculations

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 6, Issue 1, 2015, Pages 361-368

  Barmparis, Georgios D ^a,b   Lodziana, Zbigniew ^c   Lopez, Nuria ^d   Remediakis, Ioannis N ^a  

^a UNIVERSITY OF CRETE   (Greece)

^b VANDERBILT UNIVERSITY   (United States)

^c Polska Akademia Nauk Oddzial w Krakowie   (Poland)

^d INSTITUTE OF CHEMICAL RESEARCH OF CATALONIA ICIQ   (Spain)

Author keywords

Density functional theory (DFT); Hydrogen storage; Multi scale simulations; Nanoparticles; Surface energies; Surfactants; Wulff construction

Indexed keywords

CALCULATIONS; CATALYSIS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HYDRIDES; HYDROGEN STORAGE; INTERFACIAL ENERGY; NANOPARTICLES; SURFACE ACTIVE AGENTS; SUSPENSIONS (FLUIDS);

ADVANCED MATERIALS; COLLOIDAL SUSPENSIONS; COMPLEX METAL HYDRIDES; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; MATHEMATICAL FORMULATION; MULTI-SCALE SIMULATION; NANOPARTICLE SHAPE; WULFF CONSTRUCTION;

METAL NANOPARTICLES;

EID: 84923112660     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.6.35     Document Type: Review

References (65)

1. Sun, Y.; Xia, Y. Science 2002, 298, 2176-2179. doi:10.1126/science.1077229
2. Feynman, R. P. J. Microelectromech. Syst. 1992, 1, 60-66. doi:10.1109/84.128057
3. Grzelczak, M.; Pérez-Juste, J.; Mulvaney, P.; Liz-Marzán, L. M. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1783-1791. doi:10.1039/b711490g
4. Mostafa, S.; Behafarid, F.; Croy, J. R.; Ono, L. K.; Li, L.; Yang, J. C.; Frenkel, A. I.; Cuenya, B. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15714-15719. doi:10.1021/ja106679z
5. Hourahine, B.; Papoff, F. Meas. Sci. Technol. 2012, 23, 084002. doi:10.1088/0957-0233/23/8/084002
6. Hourahine, B.; Papoff, F. Opt. Express 2013, 21, 20322-20333. doi:10.1364/OE.21.020322
7. Gibbs, J. W. On the Equilibrium of Heterogeneous Substances. In Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences, 1876, III, pp. 108-248, Oct. 1875-May 1876, and pp. 343-524, May 1877-July 1878.
8. Wulff, G. Z. Kristallogr. 1901, 34, 449. doi:10.1524/zkri.1901.34.1.449
9. von Laue, M. Z. Kristallogr. 1943, 105, 124-133. doi:10.1524/zkri.1943.105.1.124
10. Herring, C. Phys. Rev. 1951, 82, 87. doi:10.1103/PhysRev.82.87
11. Cerf, R. The Wulff Crystal in Ising and Percolation Models; Springer: Berlin, Germany, 2006.
12. Fonseca, I. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1991, 432, 125-145. doi:10.1098/rspa.1991.0009
13. Rosakis, P. Networks Heterogeneous Media 2014, 9, 453-476. doi:10.3934/nhm.2014.9.453
14. Winterbottom, W. L. Acta Metall. 1967, 15, 303-310. doi:10.1016/0001-6160(67)90206-4
15. Barmparis, G. D.; Remediakis, I. N. Phys. Rev. B 2012, 86, 085457. doi:10.1103/PhysRevB.86.085457
16. Jones, B.; Renaut, R. W. Sedimentology 1996, 43, 323-340. doi:10.1046/j.1365-3091.1996.d01-7.x
17. Barmparis, G. D.; Honkala, K.; Remediakis, I. N. J. Chem. Phys. 2013, 138, 064702. doi:10.1063/1.4790368
18. Turner, S.; Lebedev, O. I.; Shenderova, O.; Vlasov, I. I.; Verbeeck, J.; Van Tendeloo, G. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2116-2124. doi:10.1002/adfm.200801872
19. Roosen, A. R.; McCormack, R. P.; Carter, W. C. Comput. Mater. Sci. 1998, 11, 16. doi:10.1016/S0927-0256(97)00167-5
20. Momma, K.; Izumi, F. J. Appl. Crystallogr. 2011, 44, 1272-1276. doi:10.1107/S0021889811038970
21. Clausen, B. S.; Schiøtz, J.; Gråbæk, L.; Ovesen, C. V.; Jacobsen, K. W.; Nørskov, J. K.; Topsøe, H. Top. Catal. 1994, 1, 367. doi:10.1007/BF01492289
22. Hansen, P. L.; Wagner, J. B.; Helveg, S.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Clausen, B. S.; Topsøe, H. Science 2002, 295, 2053. doi:10.1126/science.1069325
23. Müller, P.; Kern, R. Surf. Sci. 2000, 457, 229. doi:10.1016/S0039-6028(00)00371-X
24. Nielsen, R. M.; Murphy, S.; Strebel, C.; Johansson, M.; Chorkendorff, I.; Nielsen, J. H. J. Nanopart. Res. 2010, 12, 1249-1262. doi:10.1007/s11051-009-9830-8
25. Barnard, A. S.; Chang, L. Y. ACS Catal. 2011, 1, 76-81. doi:10.1021/cs100025y
26. Bittencourt, C.; Felten, A.; Douhard, B.; Colomer, J.-F.; Van Tendeloo, G.; Drube, W.; Ghijsen, J.; Pireaux, J.-J. Surf. Sci. 2007, 601, 2800. doi:10.1016/j.susc.2006.12.045
27. Espinosa, E.; Ionescu, R.; Bittencourt, C.; Felten, A.; Erni, R.; Van Tendeloo, G.; Pireaux, J.-J.; Llobet, E. Thin Solid Films 2007, 515, 8322. doi:10.1016/j.tsf.2007.03.017
28. Quintana, M.; Ke, X.; Van Tendeloo, G.; Meneghetti, M.; Bittencourt, C.; Prato, M. ACS Nano 2010, 4, 6105. doi:10.1021/nn101183y
29. Behafarid, F.; Roldan Cuenya, B. Nano Lett. 2011, 11, 5290-5296. doi:10.1021/nl2027525
30. Rawalekar, S.; Mokari, T. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 12-27. doi:10.1002/aenm.201200511
31. Aguilhon, J.; Thomazeau, C.; Boissière, C.; Durupthy, O.; Sanchez, C. Part. Part. Syst. Charact. 2013, 30, 532-541. doi:10.1002/ppsc.201300023
32. Yang, X.; Fujiwara, K.; Maeda, K.; Nozawa, J.; Koizumi, H.; Uda, S. Prog. Photovoltaics 2014, 22, 574-580. doi:10.1002/pip.2290
33. Molina, L. M.; Hammer, B. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 206102. doi:10.1103/PhysRevLett.90.206102
34. Lopez, N.; Nørskov, J. K.; Janssens, T. V. W.; Carlsson, A.; Puig-Molina, A.; Clausen, B. S.; Grunwaldt, J.-D. J. Catal. 2004, 225, 86-94. doi:10.1016/j.jcat.2004.03.036
35. Barnard, A. S.; Zapol, P. J. Chem. Phys. 2004, 121, 4276-4283. doi:10.1063/1.1775770
36. Barnard, A. S.; Curtiss, L. A. Nano Lett. 2005, 5, 1261-1266. doi:10.1021/nl050355m
37. Hadjisavvas, G.; Remediakis, I. N.; Kelires, P. C. Phys. Rev. B 2006, 74, 165419. doi:10.1103/PhysRevB.74.165419
38. Kopidakis, G.; Remediakis, I. N.; Fyta, M. G.; Kelires, P. C. Diamond Relat. Mater. 2007, 16, 1875. doi:10.1016/j.diamond.2007.07.013
39. Mittendorfer, F.; Seriani, N.; Dubay, O.; Kresse, G. Phys. Rev. B 2007, 76, 233413. doi:10.1103/PhysRevB.76.233413
40. Soon, A.; Wong, L.; Delley, B.; Stampfl, C. Phys. Rev. B 2008, 77, 125423. doi:10.1103/PhysRevB.77.125423
41. Shi, H.; Stampfl, C. Phys. Rev. B 2008, 77, 094127. doi:10.1103/PhysRevB.77.094127
42. Cortes-Huerto, R.; Goniakowski, J.; Noguera, C. J. Chem. Phys. 2013, 138, 244706. doi:10.1063/1.4811670
43. Kim, K. C.; Dai, B.; Johnson, J. K.; Sholl, D. S. Nanotechnology 2009, 20, 204001. doi:10.1088/0957-4484/20/20/204001
44. Pham, T. H.; Duan, X.; Qian, G.; Zhou, X.; Chen, D. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 10170-10176. doi:10.1021/jp502225r
45. Lodziana, Z.; Stoica, G.; Pérez-Ramírez, J. Inorg. Chem. 2011, 50, 2590-2598. doi:10.1021/ic102443h
46. Honkala, K.; Lodziana, Z.; Remediakis, I. N.; Lopez, N. Top. Catal. 2014, 57, 14-24. doi:10.1007/s11244-013-0158-3
47. Honkala, K.; Hellman, A.; Remediakis, I. N.; Logadottir, A.; Carlsson, A.; Dahl, S.; Christensen, C. H.; Nørskov, J. K. Science 2005, 307, 555. doi:10.1126/science.1106435
48. Hellman, A.; Honkala, K.; Remediakis, I. N.; Logadóttir, á.; Carlsson, A.; Dahl, S.; Christensen, C. H.; Nørskov, J. K. Surf. Sci. 2006, 600, 4264-4268. doi:10.1016/j.susc.2005.11.070
49. Hellman, A.; Honkala, K.; Remediakis, I. N.; Logadóttir, á.; Carlsson, A.; Dahl, S.; Christensen, C. H.; Nørskov, J. K. Surf. Sci. 2009, 603, 1731-1739. doi:10.1016/j.susc.2008.10.059
50. Rayson, M. J.; Briddon, P. R. Phys. Rev. B 2009, 80, 205104. doi:10.1103/PhysRevB.80.205104
51. Carvalho, A.; Öberg, S.; Barroso, M.; Rayson, M. J.; Briddon, P. Phys. Status Solidi A 2012, 209, 1847-1850. doi:10.1002/pssa.201200149
52. Carvalho, A.; Öberg, S.; Barroso, M.; Rayson, M. J.; Briddon, P. Phys. Status Solidi B 2013, 250, 1799-1803. doi:10.1002/pssb.201349104
53. McKenna, K. P.; Shluger, A. L. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 18848-18852. doi:10.1021/jp710043s
54. Gavnholt, J.; Schiøtz, J. Phys. Rev. B 2008, 77, 035404. doi:10.1103/PhysRevB.77.035404
55. McKenna, K. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 4145-4151. doi:10.1039/b821408p
56. Dahl, S.; Logadottir, A.; Jacobsen, C. J. H.; Nørskov, J. K. Appl. Catal., A 2001, 222, 19-29. doi:10.1016/S0926-860X(01)00826-2
57. Vilé, G.; Baudouin, D.; Remediakis, I. N.; Copéret, C.; López, N.; Pérez-Ramírez, J. ChemCatChem 2013, 5, 3750-3759. doi:10.1002/cctc.201300569
58. Ueda, K.; Kawasaki, T.; Hasegawa, H.; Tanji, T.; Ichihashi, M. Surf. Interface Anal. 2008, 40, 1725. doi:10.1002/sia.2947
59. Gómez-Graña, S.; Goris, B.; Altantzis, T.; Fernández-López, C.; Carbó-Argibay, E.; Guerrero-Martínez, A.; Almora-Barrios, N.; López, N.; Pastoriza-Santos, I.; Pérez-Juste, J.; Bals, S.; Van Tendeloo, G.; Liz-Marzán, L. M. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2209-2216. doi:10.1021/jz401269w
60. Almora-Barrios, N.; Novell-Leruth, G.; Whiting, P.; Liz-Marzán, L. M.; López, N. Nano Lett. 2014, 14, 871-875. doi:10.1021/nl404661u
61. Saldan, I. Cent. Eur. J. Chem. 2011, 9, 761. doi:10.2478/s11532-011-0068-9
62. Züttel, A.; Borgschulte, A.; Orimo, S.-I. Scr. Mater. 2007, 56, 823-828. doi:10.1016/j.scriptamat.2007.01.010
63. Remhof, A.; Mauron, P.; Züttel, A.; Embs, J. P.; Lodziana, Z.; Ramirez-Cuesta, A. J.; Ngene, P.; de Jongh, P. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 3789. doi:10.1021/jp311064d
64. Hazrati, E.; Brocks, G.; de Wijs, G. A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 18038. doi:10.1021/jp303720v
65. Łodziana, Z.; Blonski, P. Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39, 9842. doi:10.1016/j.ijhydene.2014.02.150