Role of Thermodynamics in the Shape Transformation of Embedded Metal Nanoparticles Induced by Swift Heavy-Ion Irradiation
| Autor: | Mark C Ridgway, Giancarlo Rizza, David Llewellyn, Marcel Toulemonde, Leandro Araujo, Raquel Giulian, David J. Sprouster, Patrick Kluth, Hiro Amekura, Paulo Fernando Papaleo Fichtner, Felipe Kremer, Aidan Byrne |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Department of Electronic Materials Engineering, Research School of Physical Sciences and Engineering, Australian National University (ANU), Department of Metalurgy, Engineering School, Universidade Federal do Rio Grande do Sul [Porto Alegre] (UFRGS), Laboratoire des Solides Irradiés (LSI), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Advanced Electronic Materials Center, National Institute for Materials Science (NIMS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X), National Institute for Materials Science, Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2011 |
| Předmět: |
Compostos de silício
Materials science General Physics and Astronomy Propriedades termodinâmicas Nanotechnology 02 engineering and technology Engenharia 01 natural sciences Ion Implantacao ionica Swift heavy ion 0103 physical sciences Vaporization Irradiation Efeitos de feixe iônico Saturation (magnetic) health care economics and organizations 010302 applied physics Nanopartículas 021001 nanoscience & nanotechnology Amorphous solid Nanocrystal Chemical engineering PACS numbers: 61.80.Jh 81.40.Wx 61.46.Hk 65.80.-g [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci] Elongation 0210 nano-technology |
| Zdroj: | Physical Review Letters Physical Review Letters, 2011, 106, pp.095505. ⟨10.1103/PhysRevLett.106.095505⟩ Repositório Institucional da UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) instacron:UFRGS Physical Review Letters, American Physical Society, 2011, 106, pp.095505 |
| ISSN: | 0031-9007 1079-7114 |
| DOI: | 10.1103/PhysRevLett.106.095505⟩ |
| Popis: | International audience; Swift heavy-ion irradiation of elemental metal nanoparticles (NPs) embedded in amorphous SiO2 induces a spherical to rodlike shape transformation with the direction of NP elongation aligned to that of the incident ion. Large, once-spherical NPs become progressively more rodlike while small NPs below a critical diameter do not elongate but dissolve in the matrix. We examine this shape transformation for ten metals under a common irradiation condition to achieve mechanistic insight into the transformation process. Subtle differences are apparent including the saturation of the elongated NP width at a minimum sustainable, metal-specific value. Elongated NPs of lesser width are unstable and subject to vaporization. Furthermore, we demonstrate the elongation process is governed by the formation of a molten ion-track in amorphous SiO2 such that upon saturation the elongated NP width never exceeds the molten ion-track diameter. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|