Phase Transformation of Colloidal In<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Nanocrystals Driven by the Interface Nucleation Mechanism: A Kinetic Study
Notice bibliographique
Résumé
The kinetics of phase transformation of colloidal In(2)O(3) nanocrystals (NCs) during their synthesis in solution was explored by a combination of structural and spectroscopic methods, including X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and extended X-ray absorption fine structure spectroscopy. Johnson-Mehl-Avrami-Erofeyev-Kholmogorov (JMAEK) and the interface nucleation models were used to analyze the isothermal kinetic data for the phase transformation of NCs in the temperature range of 210-260 °C. The results show that NCs are initially stabilized in the metastable corundum (rh-In(2)O(3)) phase. The phase transformation occurs via nucleation of cubic bixbyite (bcc-In(2)O(3)) phase at the interface between contacting rh-In(2)O(3) NCs, and propagates rapidly throughout the NC volume. The activation energy of the phase transformation was determined from the Arrhenius expression to be 152 ± 60 kJ/mol. The interface nucleation rate is maximal at the beginning of the phase transformation process, and decreases over the course of the reaction due to a decrease in the concentration of rh-In(2)O(3) NCs in the reaction mixture. In situ high-temperature XRD patterns collected during nonisothermal treatment of In(2)O(3) NCs reveal that phase transformation of smaller NCs occurs at a faster rate and lower temperature, which is associated with their higher packing density and contact formation probability. Because NC surfaces and interfaces play a key role in phase transformation, their control through the synthesis conditions and reaction kinetics is an effective route to manipulate NC structure and properties.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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