The growth and structure of Pt nanocrystals (NCs) formed by ion implantation in a-SiO2 has been investigated as a function of the annealing conditions. Transmission electron microscopy and small-angle x-ray scattering measurements demonstrate that the annealing ambient has a significant influence on NC size. Samples annealed in either Ar, O2, or forming gas (95% N2: 5% H2) at temperatures ranging from 500°C1300°C form spherical NCs with mean diameters ranging from 1–14 nm. For a given temperature, annealing in Ar yields the smallest NCs. O2 and forming gas ambients produce NCs of comparable size though the latter induces H chemisorption at 1100°C and above, as verified with x-ray absorption spectroscopy. This H intake is accompanied by a bond-length expansion and increased structural disorder in NCs of diameter >3nm.

1.
A.
Meldrum
,
L. A.
Boatner
, and
C. W.
White
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
178
,
7
(
2001
).
3.
R.
Giulian
,
P.
Kluth
,
B.
Johannessen
,
L. L.
Araujo
,
D. J.
Llewellyn
,
D. J.
Cookson
, and
M. C.
Ridgway
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
257
,
33
(
2007
).
4.
R.
Giulian
,
P.
Kluth
,
L. L.
Araujo
,
D. J.
Llewellyn
, and
M. C.
Ridgway
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
093115
(
2007
).
5.
L. L.
Araujo
,
P.
Kluth
,
G. de M.
Azevedo
, and
M. C.
Ridgway
,
Phys. Rev. B
74
,
184102
(
2006
).
6.
B.
Johannessen
,
P.
Kluth
,
C. J.
Glover
,
G. de M.
Azevedo
,
D. J.
Llewellyn
,
G. J.
Foran
, and
M. C.
Ridgway
,
J. Appl. Phys.
98
,
024307
(
2005
).
7.
P.
Kluth
,
B.
Johannessen
,
V.
Giraud
,
A.
Cheung
,
C. J.
Glover
,
G. de M.
Azevedo
,
G. J.
Foran
, and
M. C.
Ridgway
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
3561
(
2004
).
8.
X.
Zhong
,
Y.
Feng
,
I.
Lieberwirth
, and
W.
Knoll
,
Chem. Mater.
18
,
2468
(
2006
).
9.
A. I.
Frenkel
,
C. W.
Hills
, and
R. G.
Nuzzo
,
J. Phys. Chem. B
105
,
12689
(
2001
).
10.
R. L.
Jones
,
T.
Hu
,
E. K.
Lin
,
W. L.
Wu
,
R.
Kolb
,
D. M.
Casa
,
P. J.
Bolton
, and
G. G.
Barclay
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
4059
(
2003
).
11.
A. S.
Eppler
,
G.
Rupprechter
,
E. A.
Anderson
, and
G. A.
Somorjai
,
J. Phys. Chem. B
104
,
7286
(
2000
).
12.
H.
Borchert
,
V.
Shevchenko
,
A.
Robert
,
I.
Mekis
,
A.
Kornowski
,
G.
Grubel
, and
H.
Weller
,
Langmuir
21
,
1931
(
2005
).
13.
B.
Johannessen
,
P.
Kluth
,
C. J.
Glover
,
G. J.
Foran
, and
M. C.
Ridgway
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
242
,
133
(
2006
).
14.
P.
Kluth
,
B.
Johannessen
,
D. J.
Cookson
,
G. J.
Foran
, and
M. C.
Ridgway
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
246
,
30
(
2006
).
15.
P.
Kluth
,
B.
Johannessen
,
C. J.
Glover
,
G. J.
Foran
, and
M. C.
Ridgway
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
238
,
285
(
2005
).
16.
C. S.
Tsao
and
T. L.
Lin
,
J. Appl. Crystallogr.
30
,
353
(
1997
).
17.
S. D.
Walck
and
J. P.
McCaffrey
,
Thin Solid Films
308–309
,
399
(
1997
).
18.
A.
Cheung
,
G. de M.
Azevedo
,
C. J.
Glover
,
D. J.
Llewellyn
,
R. G.
Elliman
,
G. J.
Foran
, and
M. C.
Ridgway
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
278
(
2004
).
19.
B.
Ravel
and
M.
Newville
,
J. Synchrotron Radiat.
12
,
537
(
2005
).
20.
M.
Newville
,
J. Synchrotron Radiat.
8
,
322
(
2001
).
21.
J. J.
Rehr
and
R. C.
Albers
,
Rev. Mod. Phys.
72
,
621
(
2000
).
22.
L. G.
Jacobsohn
,
J. D.
Thompson
,
A.
Misra
,
R. K.
Schulze
,
M. F.
Hundley
, and
M.
Nastasi
,
J. Appl. Phys.
99
,
104307
(
2006
).
23.
A.
Miotello
,
G.
De Marchi
,
G.
Mattei
,
P.
Mazzoldi
, and
C.
Sada
,
Phys. Rev. B
63
,
075409
(
2001
).
24.
A.
Meldrum
,
R. F.
Haglund
,
L. A.
Boatner
, and
C. W.
White
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
13
,
1431
(
2001
).
25.
F. W.
Lytle
,
P. S. P.
Wei
,
R. B.
Greegor
,
G. H.
Via
, and
J. H.
Sinfelt
,
J. Chem. Phys.
70
,
4849
(
1979
).
26.
B.
Hammer
and
J. K.
Norskov
,
Nature (London)
376
,
238
(
1995
).
27.
A. K.
Shukla
,
R. K.
Raman
,
N. A.
Choudhury
,
K. R.
Priolkar
,
P. R.
Sarode
,
S.
Emura
, and
R.
Kumashiro
,
J. Electroanal. Chem.
563
,
181
(
2004
).
28.
M.
Fernandez-Garcia
,
Catal. Rev.
44
,
59
(
2002
).
29.
M. K.
Oudenhuijzen
,
J. A.
van Bokhoven
,
J. T.
Miller
,
D. E.
Ramaker
, and
D. C.
Koningsberger
,
J. Am. Chem. Soc.
127
,
1530
(
2005
).
30.
E.
Bus
and
J. A.
vanBokhoven
,
J. Phys. Chem. C
111
,
9761
(
2007
).
31.
A. Yu.
Stakheev
,
Y.
Zhang
,
A. V.
Ivanov
,
G. N.
Baeva
,
D. E.
Ramaker
, and
D. C.
Koningsberger
,
J. Phys. Chem. C
111
,
3938
(
2007
).
32.
T.
Kubota
,
K.
Asakura
,
N.
Ichikuni
, and
Y.
Iwasawa
,
Chem. Phys. Lett.
256
,
445
(
1996
).
33.
K.
Asakura
,
T.
Kubota
,
Wang-Jae
Chun
,
Y.
Iwasawa
,
K.
Ohtani
, and
T.
Fujikawa
,
J. Synchrotron Radiat.
6
,
439
(
1999
).
34.
S.
Depanfilis
,
F.
Dacapito
,
V.
Haas
,
H.
Konrad
,
J.
Weissmuller
, and
F.
Boscherini
,
Phys. Lett. A
207
,
397
(
1995
).
35.
J. S.
Vermaak
,
C. W.
Mays
, and
D.
Kuhlmann
,
Surf. Sci.
12
,
128
(
1968
).
36.
C. W.
Mays
,
J. S.
Vermaak
, and
D.
Kuhlmann
,
Surf. Sci.
12
,
134
(
1968
).
37.
B.
Johannessen
,
P.
Kluth
,
D. J.
Cookson
,
G. J.
Foran
, and
M. C.
Ridgway
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
246
,
45
(
2006
).
38.
C.
Solliard
and
M.
Flueli
,
Surf. Sci.
156
,
487
(
1985
).
40.
E.
Bus
and
J. A.
van Bokhoven
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
9
,
2894
(
2007
).
41.
M. K.
Oudenhuijzen
,
J. H.
Bitter
, and
D. C.
Koningsberger
,
J. Phys. Chem. B
105
,
4616
(
2001
).
You do not currently have access to this content.