Nanoscale Shape and Size Control of Cubic, Cuboctahedral, and Octahedral Cu−Cu2O Core−Shell Nanoparticles on Si(100) by One-Step, Templateless, Capping-Agent-Free Electrodeposition
Source abstract
Abstract
Cu-Cu2O core-shell nanoparticles (NPs) of different shapes over an extended nanosize regime of 5-400 nm have been deposited on a H-terminated Si(100) substrate by using a simple, one-step, templateless, and capping-agent-free electrochemical method. By precisely controlling the electrolyte concentration [CuSO4 x 5H2O] below their respective critical values, we can obtain cubic, cuboctahedral, and octahedral NPs of different average size and number density by varying the deposition time under a few seconds (<6 s). Combined glancing-incidence X-ray diffraction and depth-profiling X-ray photoelectron spectroscopy studies show that these NPs have a crystalline core-shell structure, with a face-centered cubic metallic Cu core and a simple cubic Cu2O shell with a CuO outerlayer. The shape control of Cu-Cu2O core-shell NPs can be understood in terms of a diffusion-limited progressive growth model under different kinetic conditions as dictated by different [CuSO4 x 5H2O] concentration regimes.
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Research context
OpenAlex topics: Copper-based nanomaterials and applications · Electrodeposition and Electroless Coatings · ZnO doping and properties
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Affiliations
WATLab and Department of Chemistry, University of Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada
References (63)
Show source-provided references
1. Nakatsuji H. · Int. J. Quantum Chem. · 2000 · 77 · 34110.1002/(SICI)1097-461X(2000)77:1<341::AID-QUA33>3.0.CO;2-T ↗
2. Ikari S. · Surf. Coat. Technol. · 2008 · 202 · 558310.1016/j.surfcoat.2008.06.032 ↗
3. de Jongh P. E. · Chem. Commun. · 1999 · 106910.1039/a901232j ↗
4. Lee J. K. · Electrochim. Acta · 2007 · 52 · 227210.1016/j.electacta.2006.05.064 ↗
5. Akimoto K. · Sol. Energy · 2006 · 80 · 71510.1016/j.solener.2005.10.012 ↗
6. Tamaki J. · Sens. Actuators, B · 1998 · 49 · 12110.1016/S0925-4005(98)00144-0 ↗
7. Zhang H. · Adv. Funct. Mater. · 2007 · 17 · 276610.1002/adfm.200601146 ↗
8. Ishihara T. · J. Mater. Chem. · 1998 · 8 · 203710.1039/a801595c ↗
9. Borkow G. · Antimicrob. Agents Chemother. · 2007 · 51 · 260510.1128/AAC.00125-07 ↗
10. Borkow G. · Antimicrob. Agents Chemother. · 2008 · 52 · 51810.1128/AAC.00899-07 ↗
11. Barreca D. · Cryst. Growth Des. · 2009 · 9 · 247010.1021/cg801378x ↗
12. Pászti Z. · Appl. Surf. Sci. · 2000 · 168 · 11410.1016/S0169-4332(00)00614-0 ↗
13. van der Grift C. J. G. · Colloids Surf. B · 1991 · 53 · 22310.1016/0166-6622(91)80139-F ↗
14. Radwan N. R. E. · Appl. Catal., A · 2007 · 331 · 810.1016/j.apcata.2007.07.005 ↗
15. Zhao H. Y. · Cryst. Growth Des. · 2008 · 8 · 373110.1021/cg8003678 ↗
16. Gou L. · J. Mater. Chem. · 2004 · 14 · 73510.1039/b311625e ↗
17. Gou L. · Nano Lett. · 2003 · 3 · 23110.1021/nl0258776 ↗
18. Brege J. J. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 223910.1021/nl900080f ↗
19. Yen M.-Y. · Langmuir · 2004 · 20 · 27910.1021/la035470w ↗
20. Tanori J. · Langmuir · 1997 · 13 · 63910.1021/la9606097 ↗
21. Zhang H. · Mater. Res. Bull. · 2008 · 43 · 158310.1016/j.materresbull.2007.06.014 ↗
22. Mott D. · Langmuir · 2007 · 23 · 574010.1021/la0635092 ↗
23. Long J. · J. Colloid Interface Sci. · 2009 · 333 · 79110.1016/j.jcis.2009.02.036 ↗
24. Lee Y. · Nanotechnology · 2008 · 19 · 415604/1
25. Dhas N. A. · Chem. Mater. · 1998 · 10 · 144610.1021/cm9708269 ↗
26. Liu Y.-C. · Synth. Met. · 2002 · 126 · 33710.1016/S0379-6779(01)00581-1 ↗
27. Guascito M. R. · Mater. Chem. Phys. · 1996 · 44 · 1710.1016/0254-0584(95)01653-C ↗
28. Cioffi N. · J. Mater. Chem. · 2001 · 11 · 143410.1039/b009857o ↗
29. Makhloufi L. · J. Appl. Electrochem. · 2000 · 30 · 114310.1023/A:1004098805227 ↗
30. Tsakova V. · Electrochim. Acta · 2001 · 46 · 421310.1016/S0013-4686(01)00705-8 ↗
31. Tsakova V. · Electrochem. Commun. · 2000 · 2 · 51110.1016/S1388-2481(00)00072-2 ↗
32. Sarkar D. K. · Solid State Commun. · 2003 · 125 · 36510.1016/S0038-1098(02)00883-9 ↗
33. Sarkar D. K. · J. Phys. Chem. B · 2003 · 107 · 287910.1021/jp0269524 ↗
34. Zhou X. J. · Langmuir · 2004 · 20 · 510910.1021/la0497301 ↗
35. Tang S. C. · Electrochem. Commun. · 2009 · 11 · 86710.1016/j.elecom.2009.02.016 ↗
36. Ko W.-Y. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 609710.1021/cm062360c ↗
37. Pászti Z. · J. Phys. Chem. B · 1997 · 101 · 210910.1021/jp961490d ↗
38. Khelladi M. R. · Mater. Chem. Phys. · 2009 · 115 · 38510.1016/j.matchemphys.2008.12.017 ↗
39. Shao W. · J. Electrochem. Soc. · 2007 · 154 · D33910.1149/1.2733813 ↗
40. Ji C. · Surf. Sci. · 2001 · 492 · 11510.1016/S0039-6028(01)01410-8 ↗
41. Radisic A. · J. Electrochem. Soc. · 2002 · 149 · C9410.1149/1.1430719 ↗
42. Ji C. · J. Electrochem. Soc. · 2001 · 148 · C74610.1149/1.1410969 ↗
43. Xu H. · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 1382910.1021/jp061934y ↗
44. Feldheim D. · 2002
45. Oskam G. · J. Phys. D · 1998 · 31 · 192710.1088/0022-3727/31/16/001 ↗
46. Grujicic D. · Electrochim. Acta · 2002 · 47 · 290110.1016/S0013-4686(02)00161-5 ↗
47. Singh A. · Phys. Scr. · 2005 · 115 · 71410.1238/Physica.Topical.115a00714 ↗
48. Zheng Z. · J. Phys. Chem. C · 2009 · 113 · 1444810.1021/jp904198d ↗
49. Lisiecki I. · J. Phys. Chem. B · 2005 · 109 · 1223110.1021/jp058018p ↗
50. Henry C. R. · Prog. Surf. Sci. · 2005 · 80 · 9210.1016/j.progsurf.2005.09.004 ↗
51. Salzemann C. · Langmuir · 2004 · 20 · 1177210.1021/la0492862 ↗
52. PDF-2 Database,International Center for Diffraction Data, 2004.
53. Stefanov P. · Appl. Surf. Sci. · 1988 · 31 · 44510.1016/0169-4332(88)90006-2 ↗
54. Panzner G. · Surf. Sci. · 1985 · 151 · 40010.1016/0039-6028(85)90383-8 ↗
55. Balamurugan B. · Appl. Phys. Lett. · 2001 · 79 · 317610.1063/1.1416478 ↗
56. Sung M. M. · J. Phys. Chem. B · 2000 · 104 · 227310.1021/jp992995h ↗
57. Fleisch T. H. · Appl. Surf. Sci. · 1982 · 10 · 5110.1016/0378-5963(82)90134-9 ↗
58. Ghijsen J. · Phys. Rev. B · 1988 · 38 · 1132210.1103/PhysRevB.38.11322 ↗
59. Suh I. K. · J. Mater. Sci. · 1988 · 23 · 75710.1007/BF01174717 ↗
60. Kirfel A. · Acta Crystallogr. · 1990 · 46 · 27110.1107/S0108767389012596 ↗
61. Celotti G. · J. Mater. Sci. · 1974 · 9 · 82110.1007/BF00761802 ↗
62. Calos N. J. · J. Solid State Chem. · 1996 · 122 · 27310.1006/jssc.1996.0113 ↗
63. Kern W. · RCA Rev. · 1970 · 31 · 187