Importance of Defective and Nonsymmetric Structures in Silver Nanoparticles
| Autor: | Richard E. Palmer, Dawn M. Foster, David Loffreda, Nathalie Tarrat |
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| Přispěvatelé: | Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut de Chimie du CNRS (INC), School of Physics and Astronomy, University of Birmingham [Birmingham], College of Engineering [Swansea], Swansea University, Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
Materials science
Icosahedral symmetry Nanoparticle 02 engineering and technology 010402 general chemistry 01 natural sciences Molecular physics DFT Silver nanoparticle Nanoclusters Scanning transmission electron microscopy Physics::Atomic and Molecular Clusters Surface Energy General Materials Science Physical and Theoretical Chemistry [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry STEM 021001 nanoscience & nanotechnology Surface energy Symmetry (physics) 0104 chemical sciences Density functional theory Defects Size-Selected Clusters 0210 nano-technology Silver Nanoparticles |
| Zdroj: | Journal of Physical Chemistry Letters Journal of Physical Chemistry Letters, American Chemical Society, 2021, 12 (15), pp.3705-3711. ⟨10.1021/acs.jpclett.1c00259⟩ Journal of Physical Chemistry Letters, 2021, 12 (15), pp.3705-3711. ⟨10.1021/acs.jpclett.1c00259⟩ |
| ISSN: | 1948-7185 |
| Popis: | International audience; Scanning transmission electron microscopy experiments indicate that face-centered cubic (FCC) is the predominant ordered structure for Ag309 ± 7 nanoclusters, synthesized in vacuum. Historically, experiments do not present a consensus on the morphology at these sizes, whereas theoretical studies find the icosahedral symmetry for Ag309 and the decahedral shape for nearby sizes. We employ density functional theory calculations to rationalize these observations, considering both regular and defective Ag nanoparticles (281–321 atoms). The change of stability induced by the presence of defects, symmetry loss, and change of number of atoms is evaluated by the nanoparticle surface energy, which was measured previously. FCC and decahedral symmetries are found to be more favorable than icosahedral, consistent with our measurements of clusters protected from extended atmospheric exposure. In addition, an energy-free descriptor, surface atomic density, is proposed and qualitatively reproduces the surface energy data. Nonsymmetric and defective structures may be preferred over perfectly regular ones within a given size range. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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