Ferroelectric BaTiO3 Nanowires by a Topochemical Solid-State Reaction
Source abstract
Abstract
The possible existence of a new kind of ferroelectric order and the need to explore domain arrangement in ferroelectric nanostructures has stimulated an increasing activity on the growth of ferroelectric nanowires. In the present study, single crystal BaTiO 3 nanowires with tetragonal structure were obtained by an original solid-state process using layered titania nanowires coated with BaCO 3 nanocrystals as reactive templates. Formation of BaTiO 3 occurs at 700 °C by a topochemical reaction. Consequently, the initial morphology of the titania nanowires is retained in the final product. Piezoresponse force microscopy measurements show a strong piezoactivity and stripe domain patterns with domain width of 20−50 nm, predominant in-plane response and 90° domain walls. The proposed synthesis method is quite general and might be adapted to the fabrication different ferroelectric and nonferroelectric oxide nanowires.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Ferroelectric and Piezoelectric Materials · Multiferroics and related materials · Acoustic Wave Resonator Technologies
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Institute for Energetics and Interphases, National Research Council, Via De Marini 6, I-16149 Genoa, Italy
INRS-Energie, Matériaux et Telécommunications, University of Québec, 1650 boul. Lionel-Boulet, Varennes, Quebec, Canada J3X 1S2
Department of Earth Sciences, University of Milano, Via Botticelli 23, I-20133 Milano, Italy
Department of Chemical and Process Engineering, University of Genoa, Piazzale Kennedy, I-16129 Genoa, Italy
References (65)
Show source-provided references
1. Damjanovic D. · Rep. Prog. Phys. · 1998 · 61 · 126710.1088/0034-4885/61/9/002 ↗
2. Setter N. · J. Appl. Phys. · 2006 · 100 · 05160610.1063/1.2336999 ↗
3. Shaw T. M. · Annu. Rev. Mater. Sci. · 2000 · 30 · 26310.1146/annurev.matsci.30.1.263 ↗
4. Scott J. F. · J. Am. Ceram. Soc. · 2005 · 88 · 169110.1111/j.1551-2916.2005.00486.x ↗
5. Naumov I. I. · Nature · 2004 · 432 · 73710.1038/nature03107 ↗
6. Fu H · Phys. Rev. Lett. · 2003 · 91 · 25760110.1103/PhysRevLett.91.257601 ↗
7. Scott J. F. · Nat. Mater. · 2005 · 4 · 1310.1038/nmat1287 ↗
8. Limmer S. J. · Adv. Func. Mater. · 2002 · 12 · 5910.1002/1616-3028(20020101)12:1<59::AID-ADFM59>3.0.CO;2-B ↗
9. Hernandez B,A. · Chem. Mater. · 2002 · 14 · 48010.1021/cm010998c ↗
10. Luo Y. · Appl. Phys. Lett. · 2003 · 83 · 44010.1063/1.1592013 ↗
11. Hirano S. · Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. · 2005 · 80 · 78310.1007/s00339-003-2387-y ↗
12. Kim J. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 181310.1021/nl080240t ↗
13. Alexe M. · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 89 · 17290710.1063/1.2364260 ↗
14. Cho S.-B. · J. Cryst. Growth. · 2001 · 226 · 31310.1016/S0022-0248(01)00857-0 ↗
15. Xu G. · Adv. Mater. · 2005 · 17 · 90710.1002/adma.200400998 ↗
16. Liu J.-F. · J. Nanosci. Nanotechnol. · 2002 · 2 · 61710.1166/jnn.2002.152 ↗
17. Suyal G. · Nano Lett. · 2004 · 4 · 133910.1021/nl049333a ↗
18. Wang J. · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 90 · 13310710.1063/1.2716842 ↗
19. Urban J. J. · J. Am. Chem. Soc. · 2002 · 124 · 118610.1021/ja017694b ↗
20. Yun W,S. · Nano Lett. · 2002 · 2 · 44710.1021/nl015702g ↗
21. Urban J. J. · Adv. Mater. · 2003 · 15 · 42310.1002/adma.200390098 ↗
22. Joshi U. A. · Small · 2005 · 1 · 117210.1002/smll.200500055 ↗
23. Joshi U. A. · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 1224910.1021/jp0600110 ↗
24. Mao Y. · J. Am. Chem. Soc. · 2003 · 125 · 1571810.1021/ja038192w ↗
25. Wang Z. · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 89 · 26311910.1063/1.2425047 ↗
26. Feng Q. · Chem. Mater. · 2001 · 13 · 29010.1021/cm000411e ↗
27. Kang S.-O. · Cryst. Growth. Des. · 2008 · 8 · 318010.1021/cg700795q ↗
28. Maxim F. · Cryst. Growth. Des. · 2008 · 8 · 330910.1021/cg800215r ↗
29. Bao N. · J. Phys. Chem. C · 2008 · 112 · 863410.1021/jp802055a ↗
30. Schilling A. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 378710.1021/nl072260l ↗
31. Schilling A. · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 89 · 21290210.1063/1.2393145 ↗
32. Fan H. J. · Small · 2008 · 3 · 166010.1002/smll.200700382 ↗
33. Bae C. · Chem. Mater. · 2008 · 20 · 75610.1021/cm702138c ↗
34. Fan H. J. · Nat. Mater. · 2006 · 5 · 62710.1038/nmat1673 ↗
35. Fan H. J. · Nanotechnology · 2006 · 17 · 515710.1088/0957-4484/17/20/020 ↗
36. Yang Yi · Adv. Mater. · 2007 · 19 · 183910.1002/adma.200700299 ↗
37. Yang Y. · ACS Nano · 2009 · 3 · 55510.1021/nn800681q ↗
38. aLarson, C.; Von Dreele, R. B.,General Structure Analysis System (GSAS),Los Alamos National Laboratory,Los Alamos, NM, 1994, pp86−748;
39. Toby B. H. · J. Appl. Crystallogr. · 2001 · 34 · 21010.1107/S0021889801002242 ↗
40. Harnagea C. · Int. J. Nanotechnol. · 2008 · 5 · 93010.1504/IJNT.2008.019827 ↗
41. Pradhan S. K. · Chem. Mater. · 2007 · 19 · 618010.1021/cm7019069 ↗
42. Tsai C.-C. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 36710.1021/cm0518527 ↗
43. Kwei G. H. · J. Phys. Chem. · 1993 · 97 · 236810.1021/j100112a043 ↗
44. Frey M. H. · Phys. Rev. B · 1996 · 54 · 315810.1103/PhysRevB.54.3158 ↗
45. Polotai A. V. · Ferroelectrics · 2003 · 288 · 9310.1080/00150190390211972 ↗
46. Uchino K. · J. Am. Ceram. Soc. · 1989 · 72 · 155510.1111/j.1151-2916.1989.tb07706.x ↗
47. Li X. · J. Am. Ceram. Soc. · 1997 · 80 · 284410.1111/j.1151-2916.1997.tb03202.x ↗
48. Ishikawa K. · Phys. Rev. B · 1999 · 60 · 1184110.1103/PhysRevB.60.11841 ↗
49. Tsunekawa S. · Phys. Rev. B · 2000 · 62 · 306510.1103/PhysRevB.62.3065 ↗
50. Zhao Z. · Phys. Rev. B · 2004 · 70 · 02410710.1103/PhysRevB.70.024107 ↗
51. Hoshina T. · J. Appl. Phys. · 2006 · 99 · 05431110.1063/1.2179971 ↗
52. Smith M. B. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 695510.1021/ja0758436 ↗
53. Beauger A. · J. Mater. Sci. · 1983 · 18 · 304110.1007/BF00700786 ↗
54. Graff A. · J. Eur. Ceram. Soc. · 2005 · 25 · 220110.1016/j.jeurceramsoc.2005.03.030 ↗
55. Lotnyk A. · Solid State Ionics · 2006 · 177 · 42910.1016/j.ssi.2005.12.027 ↗
56. Lotnyk A. · Acta Mater. · 2007 · 55 · 267110.1016/j.actamat.2006.12.022 ↗
57. Buscaglia M. T. · Nanotechnology · 2008 · 19 · 22560210.1088/0957-4484/19/22/225602 ↗
58. Buscaglia M. T. · Chem. Mater. · 2007 · 19 · 71110.1021/cm061823b ↗
59. Spanier J. E. · Nano Lett. · 2006 · 6 · 73510.1021/nl052538e ↗
60. Gilbert B. · Science · 2004 · 305 · 65110.1126/science.1098454 ↗
61. Petkov V. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 81410.1021/cm052145g ↗
62. Petkov V. · Phys. Rev. B. · 2008 · 78 · 05410710.1103/PhysRevB.78.054107 ↗
63. Alpay S. P. · Appl. Phys. Lett. · 2004 · 85 · 204410.1063/1.1788894 ↗
64. Chu M. W. · Nat. Mater. · 2004 · 3 · 8710.1038/nmat1057 ↗
65. Catalan G. · J. Phys.: Condens. Matter · 2007 · 19 · 132201