Tuning the morphologies of SiC nanowires via the change of the CoxSiy melts
Corresponding Author: J. J. Chen
Nano-Micro Letters,
Vol. 2 No. 1 (2010), Article Number: 11-17
Abstract
SiC nanowires and SiC/SiO2 core-shell structural nanowires were synthesized via a simple thermal evaporation of CoxSiy melts at the temperature of 1500°C. The morphologies and yields of those SiC nanowires can be tuned by altering the composition of CoxSiy. Nanowires obtained by thermal evaporation of CoSi are composed of SiC/SiO2 core-shell nanostructures with lengths up to several hundreds of micrometers, diameters of 40∼50 nm, and the thickness of amorphous SiO2 wrapping shell about 20 nm. SiC nanowires prepared by thermal evaporation of CoSi2 and Co2Si melt are found to be hexagonal-prism-shaped nanorods, and the diameter of those nanorods is about 150 nm and the length is about 10 microns. All the SiC nanowires obtained possess [111] preferred growth direction with a high density stacking faults and twin defects. Taking into consideration the binary alloy diagram of CoSi and the participation of oxygen, we propose the vapor-solid growth mechanism of SiC nanowires and discuss the effect of the supersaturation of SiO on the morphology and yields of SiC nanowires.
Keywords
Download Citation
Endnote/Zotero/Mendeley (RIS)BibTeX
- E. W. Wong, P. E. Sheehan and C. M. Lieber, Science 277, 1971 (1997). doi:10.1126/science.277.5334.1971
- C. C. Tang, Y. Bando, T. Sato and K. Kurashima, Appl. Phys. Lett. 80, 4641 (2002). doi:10.1063/1.1487926
- K. Rogdakis, M. Bescond, E. Bano and K. Zekentes, Nanotechnology 18, 475715 (2007). doi:10.1088/0957-4484/18/47/475715
- W. Zhou, X. Liu and Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 89, 223124 (2006). doi:10.1063/1.2398902
- D. W. Kim, Y. J. Choi, K. J. Choi, J. G. Park, J. H. Park, S. M. Pimenov, V. D. Frolov, N. P. Abanshin, B. I. Gorfinkel, N. M. Rossukanyi and A. I. Rukovishnikov, Nanotechnology 19, 225706 (2008). doi:10.1088/0957- 4484/ 19/22/225706
- J. J. Niu and J. N. Wang, J. Phys. Chem. B 111, 4368 (2007). doi:10.1021/jp070682d
- W. Yang, H. Araki, C. C. Tang, S. Thaveethavorn, A. Kohyama, H. Suzuki and T. Noda, Adv. Mater. 17, 1519 (2005). doi:10.1002/adma.200500104
- J. M. Nhut, R. Vieira, L. Pesant, J. P. Tessonnier, N. Keller, G. Ehret, C. Pham-Huu and M. Ledoux, J. Catal. Today 76, 11 (2002). doi:10.1016/S0920-5861(02)00 206-7
- W. Zhou, L. Yan, Y. Wang and Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 89, 013105 (2006). doi:10.1063/1.2219139
- G. Mpourmpakis, G. E. Froudakis, G. P. Lithoxoos and J. Samios, Nano Lett. 6, 1581 (2006). doi:10.1021/nl0603911
- V. G. Pol, S. V. Pol, A. Gedanken, S. H. Lim, Z. Zhong and J. Lin, J. Phys. Chem. B 110, 11237 (2006). doi:10.1021/jp061407e
- J. J. Niu, J. N. Wang and Q. F. Xu, Langmuir 24, 6918 (2008). doi:10.1021/la800494h
- J. J. Niu and J. N. Wang, J. Phys. Chem. B 113, 2909 (2009). doi:10.1021/jp808322e
- H. Wang, Z. Xie, W. Yang, J. Fang and L. An, Cryst. Growth Des. 8, 3893 (2008). doi:10.1021/cg8002756
- H. Dai, E. W. Wang, Y. Z. Liu, S. S. Fan and C. M. Lieber, Nature 357, 769 (1995). doi:10.1038/375769a0
- T. Seeger, P. Kohler-Redlich and M. Ruhle, Adv. Mater. 12, 279 (2000). doi:10.1002/(SICI)1521-4095(200002)12:4<279::AID-ADMA279>3.0.CO;2-1
- W. S. Shi, Y. F. Zheng, H. Y. Peng, N. Wang, C. S. Lee and S. T. Lee, J. Am. Ceram. Soc. 83, 3228 (2000). doi:10.1111/j.1151-2916.2000.tb01714.x
- X. K. Li, L. Liu, Y. X. Zhang, S. D. Shen, S. Ge and L. C. Ling, Carbon 39, 159 (2001). doi:10.1016/S0008-6223 (00)00020-8
- G. Li, X. D. Li, Z. D. Chen, J. Wang, H. Wang and R. C Che, J. Phys. Chem. C 113, 17655 (2009). doi:10.1021/jp904277f
- G. Z. Shen, Y. Bando, C. H. Ye, B. D. Liu and D. Golberg, Nanotechnology 17, 3468 (2006). doi:10.1088/0957-4484/17/14/019
- G. C. Xi, Y. K. Liu, X. Y. Liu, X. Q. Wang and Y. T. Qian, J. Phys. Chem. B 110, 14172 (2006). doi:10.1021/ jp0617468
- R. B. Wu, Y. Pan, G. Y. Yang, M. X. Gao, J. J. Chen, L. L. Wu, R. Zhai and J. Lin, Phys. Chem. C 111, 6233 (2007).
- C. Burda, X. B. Chen, R. Nararyanan and M. A. EI-Sayed, Chem. Rev. 105, 1025 (2005). doi:10.1021/cr030063a
- F. L. Wang, L. Y. Zhang and Y. F. Zhang, Nanoscale Res Lett. 4, 153 (2009). doi:10.1007/s11671-008-9216-3
- Z. Li, W. Gao, A. Meng, Z. Geng and L. Gao, J. Phys. Chem. C 113, 91 (2009). doi:10.1021/jp806346d
- D. H. Wang, D. Xu, Q. Wang, Y. J. Hao, G. Q. Jin, X. Y. Guo and K. N. Tu, Nanotechnology 19, 215602 (2008). doi:10.1088/0957-4484/19/21/215602
- R. Wu, B. Li, M. Gao, J. Chen, Q. Zhu and Y. Pan, Nanotechnology 19, 335602 (2008). doi:10.1088/0957-4484/19/33/335602
- Y. F. Zhang, Y. H. Tang, N. Wang, C. S. Lee, I. Bello and S. T. Lee, J. Cryst. Growth 197, 136 (1999). doi:10.1016/S0022-0248(98)00953-1
- C. Vix-Guterl and P. Ehrburger, Carbon 35, 1587 (1997). doi:10.1016/S0008-6223(97)00117-6
- G. Y. Yang, R. B. Wu, J. J. Chen, Y. Pan, R. Zhai, L. L. Wu and J. Lin, Nanotechnology 18, 155601 (2007). doi:10.1088/0957-4484/18/15/155601
- C. H. Liang, G. W. Meng, L. D. Zhang, Y. C. Wu and Z. Cui, Chem. Phys. Lett. 329, 323 (2000). doi:10.1016/ S0009-2614(00)01023-X
- B. Li, R. Wu, Y. Pan, L. Wu, G. Yang, J. Chen and Q. Zhu, J. Alloy. Comp. 462, 446 (2008). doi:10.1016/ j.jallcom.2007.08.076
- Y. N. Xia, P. D. Yang, Y. G. Sun, Y. Y. Wu, B. Mayers, B. Gates, Y. D. Yin, F. Kim and Y. Q. Yan, Adv. Mater. 15, 353 (2003). doi:10.1002/adma.200390087
- K. Ishida, T. Nishlzawa and M. E. Schlesinger, J. Phase Equilib. 12, 578 (1991). doi:10.1007/BF02645074
References
E. W. Wong, P. E. Sheehan and C. M. Lieber, Science 277, 1971 (1997). doi:10.1126/science.277.5334.1971
C. C. Tang, Y. Bando, T. Sato and K. Kurashima, Appl. Phys. Lett. 80, 4641 (2002). doi:10.1063/1.1487926
K. Rogdakis, M. Bescond, E. Bano and K. Zekentes, Nanotechnology 18, 475715 (2007). doi:10.1088/0957-4484/18/47/475715
W. Zhou, X. Liu and Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 89, 223124 (2006). doi:10.1063/1.2398902
D. W. Kim, Y. J. Choi, K. J. Choi, J. G. Park, J. H. Park, S. M. Pimenov, V. D. Frolov, N. P. Abanshin, B. I. Gorfinkel, N. M. Rossukanyi and A. I. Rukovishnikov, Nanotechnology 19, 225706 (2008). doi:10.1088/0957- 4484/ 19/22/225706
J. J. Niu and J. N. Wang, J. Phys. Chem. B 111, 4368 (2007). doi:10.1021/jp070682d
W. Yang, H. Araki, C. C. Tang, S. Thaveethavorn, A. Kohyama, H. Suzuki and T. Noda, Adv. Mater. 17, 1519 (2005). doi:10.1002/adma.200500104
J. M. Nhut, R. Vieira, L. Pesant, J. P. Tessonnier, N. Keller, G. Ehret, C. Pham-Huu and M. Ledoux, J. Catal. Today 76, 11 (2002). doi:10.1016/S0920-5861(02)00 206-7
W. Zhou, L. Yan, Y. Wang and Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 89, 013105 (2006). doi:10.1063/1.2219139
G. Mpourmpakis, G. E. Froudakis, G. P. Lithoxoos and J. Samios, Nano Lett. 6, 1581 (2006). doi:10.1021/nl0603911
V. G. Pol, S. V. Pol, A. Gedanken, S. H. Lim, Z. Zhong and J. Lin, J. Phys. Chem. B 110, 11237 (2006). doi:10.1021/jp061407e
J. J. Niu, J. N. Wang and Q. F. Xu, Langmuir 24, 6918 (2008). doi:10.1021/la800494h
J. J. Niu and J. N. Wang, J. Phys. Chem. B 113, 2909 (2009). doi:10.1021/jp808322e
H. Wang, Z. Xie, W. Yang, J. Fang and L. An, Cryst. Growth Des. 8, 3893 (2008). doi:10.1021/cg8002756
H. Dai, E. W. Wang, Y. Z. Liu, S. S. Fan and C. M. Lieber, Nature 357, 769 (1995). doi:10.1038/375769a0
T. Seeger, P. Kohler-Redlich and M. Ruhle, Adv. Mater. 12, 279 (2000). doi:10.1002/(SICI)1521-4095(200002)12:4<279::AID-ADMA279>3.0.CO;2-1
W. S. Shi, Y. F. Zheng, H. Y. Peng, N. Wang, C. S. Lee and S. T. Lee, J. Am. Ceram. Soc. 83, 3228 (2000). doi:10.1111/j.1151-2916.2000.tb01714.x
X. K. Li, L. Liu, Y. X. Zhang, S. D. Shen, S. Ge and L. C. Ling, Carbon 39, 159 (2001). doi:10.1016/S0008-6223 (00)00020-8
G. Li, X. D. Li, Z. D. Chen, J. Wang, H. Wang and R. C Che, J. Phys. Chem. C 113, 17655 (2009). doi:10.1021/jp904277f
G. Z. Shen, Y. Bando, C. H. Ye, B. D. Liu and D. Golberg, Nanotechnology 17, 3468 (2006). doi:10.1088/0957-4484/17/14/019
G. C. Xi, Y. K. Liu, X. Y. Liu, X. Q. Wang and Y. T. Qian, J. Phys. Chem. B 110, 14172 (2006). doi:10.1021/ jp0617468
R. B. Wu, Y. Pan, G. Y. Yang, M. X. Gao, J. J. Chen, L. L. Wu, R. Zhai and J. Lin, Phys. Chem. C 111, 6233 (2007).
C. Burda, X. B. Chen, R. Nararyanan and M. A. EI-Sayed, Chem. Rev. 105, 1025 (2005). doi:10.1021/cr030063a
F. L. Wang, L. Y. Zhang and Y. F. Zhang, Nanoscale Res Lett. 4, 153 (2009). doi:10.1007/s11671-008-9216-3
Z. Li, W. Gao, A. Meng, Z. Geng and L. Gao, J. Phys. Chem. C 113, 91 (2009). doi:10.1021/jp806346d
D. H. Wang, D. Xu, Q. Wang, Y. J. Hao, G. Q. Jin, X. Y. Guo and K. N. Tu, Nanotechnology 19, 215602 (2008). doi:10.1088/0957-4484/19/21/215602
R. Wu, B. Li, M. Gao, J. Chen, Q. Zhu and Y. Pan, Nanotechnology 19, 335602 (2008). doi:10.1088/0957-4484/19/33/335602
Y. F. Zhang, Y. H. Tang, N. Wang, C. S. Lee, I. Bello and S. T. Lee, J. Cryst. Growth 197, 136 (1999). doi:10.1016/S0022-0248(98)00953-1
C. Vix-Guterl and P. Ehrburger, Carbon 35, 1587 (1997). doi:10.1016/S0008-6223(97)00117-6
G. Y. Yang, R. B. Wu, J. J. Chen, Y. Pan, R. Zhai, L. L. Wu and J. Lin, Nanotechnology 18, 155601 (2007). doi:10.1088/0957-4484/18/15/155601
C. H. Liang, G. W. Meng, L. D. Zhang, Y. C. Wu and Z. Cui, Chem. Phys. Lett. 329, 323 (2000). doi:10.1016/ S0009-2614(00)01023-X
B. Li, R. Wu, Y. Pan, L. Wu, G. Yang, J. Chen and Q. Zhu, J. Alloy. Comp. 462, 446 (2008). doi:10.1016/ j.jallcom.2007.08.076
Y. N. Xia, P. D. Yang, Y. G. Sun, Y. Y. Wu, B. Mayers, B. Gates, Y. D. Yin, F. Kim and Y. Q. Yan, Adv. Mater. 15, 353 (2003). doi:10.1002/adma.200390087
K. Ishida, T. Nishlzawa and M. E. Schlesinger, J. Phase Equilib. 12, 578 (1991). doi:10.1007/BF02645074