Viscous State Effect on the Activity of Fe Nanocatalysts
Source abstract
Abstract
Many applications of nanotubes and nanowires require controlled bottom-up engineering of these nanostructures. In catalytic chemical vapor deposition, the thermo-kinetic state of the nanocatalysts near the melting point is one of the factors ruling the morphology of the grown structures. We present theoretical and experimental evidence of a viscous state for nanoparticles near their melting point. The state exists over a temperature range scaling inversely with the catalyst size, resulting in enhanced self-diffusion and fluidity across the solid-liquid transformation. The overall effect of this phenomenon on the growth of nanotubes is that, for a given temperature, smaller nanoparticles have a larger reaction rate than larger catalysts.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: nanoparticles nucleation surface interactions · Carbon Nanotubes in Composites · Chemical and Physical Properties of Materials
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Engineering, University of Cambridge, Cambridge, U.K.
Department of Chemistry
Department of Mechanical Engineering and Materials Science
Department of Physics
References (58)
Show source-provided references
1. Givargizov E. I. · J. Cryst. Growth · 1975 · 31 · 2010.1016/0022-0248(75)90105-0 ↗
2. Chhowalla M. · J. Appl. Phys. · 2001 · 90 · 530810.1063/1.1410322 ↗
3. Fan S. · Science · 1999 · 283 · 51210.1126/science.283.5401.512 ↗
4. Hofmann S. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 60210.1021/nl0624824 ↗
5. Ren Z. F. · Science · 1998 · 282 · 110510.1126/science.282.5391.1105 ↗
6. Cassell A. M. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 648410.1021/jp990957s ↗
7. Hofmann S. · J. Appl. Phys. · 2003 · 94 · 600510.1063/1.1614432 ↗
8. Shibuta Y. · Chem. Phys. Lett. · 2003 · 382 · 38110.1016/j.cplett.2003.10.080 ↗
9. Li Y. · J. Phys. Chem. B · 2001 · 105 · 1142410.1021/jp012085b ↗
10. Bandow S. · Phys. Rev. Lett. · 1998 · 80 · 377910.1103/PhysRevLett.80.3779 ↗
11. Kataura H. · Carbon · 2000 · 38 · 169110.1016/S0008-6223(00)00090-7 ↗
12. Hofmann S. · Phys. Rev. Lett. · 2005 · 95 · 03610110.1103/PhysRevLett.95.036101 ↗
13. Helveg S. · Nature · 2004 · 427 · 42610.1038/nature02278 ↗
14. Kodambaka S. · Phys. Rev. Lett. · 2006 · 96 · 09610510.1103/PhysRevLett.96.096105 ↗
15. Jiang A. · Phys. Rev. B · 2007 · 75 · 20542610.1103/PhysRevB.75.205426 ↗
16. Harutyunyan A. R. · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 90 · 16312010.1063/1.2730730 ↗
17. Harutyunyan A. R. · Phys. Rev. Lett. · 2008 · 100 · 19550210.1103/PhysRevLett.100.195502 ↗
18. Amara H. · Phys. Rev. Lett. · 2008 · 100 · 05610510.1103/PhysRevLett.100.056105 ↗
19. Baletto F. · Rev. Mod. Phys. · 2005 · 77 · 37110.1103/RevModPhys.77.371 ↗
20. Balbuena P. · J. Nanosci. Nanotechnol. · 2006 · 6 · 124710.1166/jnn.2006.141 ↗
21. Lyalin A. · Phys. Rev. B · 2009 · 79 · 16540310.1103/PhysRevB.79.165403 ↗
22. Schebarchov D. · Phys. Rev. B · 2006 · 73 · 12140210.1103/PhysRevB.73.121402 ↗
23. Berry R. S. · Adv. Chem. Phys. · 1988 · 70 · 75
24. Lindemann F. A. · Phys. Z. · 1910 · 11 · 609
25. Fick A. · Poggendorff’s Ann. Phys. · 1855 · 94 · 5910.1002/andp.18551700105 ↗
26. Protopapas P. · J. Chem. Phys. · 1973 · 59 · 1510.1063/1.1679784 ↗
27. Yokoyama I. · Phys. B · 1999 · 271 · 23010.1016/S0921-4526(99)00211-2 ↗
28. De Wijs G. · Nature · 1998 · 392 · 80510.1038/33905 ↗
29. Yokoyama I. · J. Non-cryst. Sol. · 2001 · 293 · 80610.1016/S0022-3093(01)00792-X ↗
30. Buffat P. A. · Thin Solid Films · 1976 · 32 · 28310.1016/0040-6090(76)90315-1 ↗
31. Uppenbrink J. · J. Chem. Phys. · 1993 · 98 · 572010.1063/1.464865 ↗
32. Alavi S. · J. Phys. Chem. A · 2006 · 110 · 151810.1021/jp053318s ↗
33. Raty J.-Y. · Phys. Rev. Lett. · 2005 · 95 · 09610310.1103/PhysRevLett.95.096103 ↗
34. Curtarolo S. · Phys. Rev. B · 2008 · 78 · 05410510.1103/PhysRevB.78.054105 ↗
35. Massalski T. B. · 1990
36. Fischer F. D. · Prog. Mater. Sci. · 2008 · 53 · 48110.1016/j.pmatsci.2007.09.001 ↗
37. Labastie P. · Phys. Rev. Lett. · 1990 · 65 · 156710.1103/PhysRevLett.65.1567 ↗
38. Wales D. J. · Phys. Rev. Lett. · 1994 · 73 · 287510.1103/PhysRevLett.73.2875 ↗
39. Madelung O. · 1998
40. Li X. · J. Solid State Chem. · 2003 · 176 · 23410.1016/S0022-4596(03)00414-6 ↗
41. Ding F. · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 88 · 13311010.1063/1.2187950 ↗
42. Ismach A. · Nano. Lett. · 2006 · 6 · 170610.1021/nl0610026 ↗
43. McNicholas T. P. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 364610.1021/nl901890x ↗
44. Ding L. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 80010.1021/nl803496s ↗
45. Cheung C. L. · J. Phys. Chem. B · 2002 · 106 · 242910.1021/jp0142278 ↗
46. Verlet L. · Phys. Rev. · 1967 · 159 · 9810.1103/PhysRev.159.98 ↗
47. Hoover W. G. · Phys. Rev. A · 1985 · 31 · 169510.1103/PhysRevA.31.1695 ↗
48. Borjesson A. · Phys. Rev. B · 2008 · 77 · 11545010.1103/PhysRevB.77.115450 ↗
49. Bolton K. · J. Comput. Theor. Nanosci. · 2009 · 6 · 110.1166/jctn.2009.1001 ↗
50. Rosato V. · Phil. Mag. A · 1989 · 59 · 32110.1080/01418618908205062 ↗
51. Stanek J. · Phys. Rev. B · 1995 · 52 · 841410.1103/PhysRevB.52.8414 ↗
52. Ding F. · J. Phys. Chem. B · 2004 · 108 · 1736910.1021/jp046645t ↗
53. Duan H. · Chem. Phys. · 2007 · 333 · 5710.1016/j.chemphys.2007.01.005 ↗
54. Callister W. D. · 2003
55. McQuarrie D. A. · 1976
56. Rapaport D. C. · 200410.1017/CBO9780511816581 ↗
57. Adams J. · J. Chem. Phys. · 1990 · 93 · 163210.1063/1.459091 ↗
58. Beck T. · J. Chem. Phys. · 1990 · 93 · 134710.1063/1.459681 ↗