We have investigated the thermally induced transformation of various residues of the corn plant into nanoparticles and nanorods of different silicon carbide (SiC) polytypes. This has been accomplished by both microwave-induced and conventional furnace pyrolysis in excess of 1450 °C in an inert atmosphere. This simple process of producing nanoparticles of different polytypes of SiC from the corn plant opens a new method of utilizing agricultural waste to produce viable industrial products that are technologically important for nanoelectronics, molecular sensors, nanophotonics, biotechnology, and other mechanical applications. Using x-ray and Raman scattering characterization, we have demonstrated that the processed samples of corn husk, leaves, stalks, and cob consist of SiC nanostructures of the 2H, 3C, 4H, and 6H polytypes.

1.
J. G.
Lee
and
I. B.
Cutler
,
Am. Ceram. Soc. Bull.
54
,
195
198
(
1975
).
2.
S. B.
Qadri
,
M. A.
Imam
,
A. W.
Fliflet
,
B. B.
Rath
,
R.
Goswami
, and
J. D.
Caldwell
,
J. Appl. Phys.
111
,
073523
(
2012
).
3.
Y. L.
Chiew
and
K. Y.
Cheong
,
Mater. Sci. Eng., B
176
,
951
964
(
2011
).
4.
E. P.
Gorzkowski
,
S. B.
Qadri
,
B. B.
Rath
,
R.
Goswami
, and
J. D.
Caldwell
,
J. Electron. Mater.
42
,
799
804
(
2013
).
5.
K. R.
Karasek
,
S. A.
Bradley
,
J. T.
Denner
,
M. R.
Martin
,
K. L.
Haynes
, and
H. C.
Yeh
,
J. Mater. Sci.
24
,
1617
1622
(
1989
).
6.
J. D.
Caldwell
,
R. E.
Stahlbush
, and
N. A.
Mahadik
,
J. Electrochem. Soc.
159
,
R46
R51
(
2012
).
7.
M.
Skowronski
and
S.
Ha
,
J. Appl. Phys.
99
,
011101
(
2006
).
8.
J. D.
Caldwell
,
O. J.
Glembocki
,
Y.
Francescato
,
N.
Sharac
,
V.
Giannini
,
F. J.
Bezares
,
J. P.
Long
,
J. C.
Owrutsky
,
I.
Vurgaftman
,
J. G.
Tischler
,
V. D.
Wheeler
,
N. D.
Bassim
,
L. M.
Shirey
,
R.
Kasica
, and
S. A.
Maier
,
Nano Lett.
13
,
3690
3697
(
2013
).
9.
R.
Hillenbrand
,
T.
Taubner
, and
F.
Keilmann
,
Nature
418
,
159
162
(
2002
).
10.
M.
Henini
and
M.
Razeghi
,
Optoelectronic Devices: III Nitrides
(
Elsevier Science
,
Berlin
,
2005
).
11.
J.
Edmond
,
H.
Kong
,
A.
Suvorov
,
D.
Waltz
, and
C.
Carter
, Jr.
, “
6H-silicon carbide light emitting diodes and UV photodiodes
,”
Phys. Status Solidi A
162
,
481
(
1997
).
12.
R.
Cheung
,
Silicon Carbide for Electromechanical Systems for Harsh Environments
(
Imperial College Press
,
London
,
2006
).
13.
J. D.
Caldwell
,
L.
Lindsey
,
V.
Giannini
,
I.
Vurgaftman
,
T.
Reinecke
,
S. A.
Maier
, and
O. J.
Glembocki
, “
Low-loss, infrared and terahertz nanophotonics using surface phonon polaritons
,”
Nanophotonics
(in press).
14.
Y.
Chen
,
Y.
Francescato
,
J. D.
Caldwell
,
V.
Giannini
,
T. W. W.
Maß
,
O. J.
Glembocki
,
F. J.
Bezares
,
T.
Taubner
,
R.
Kasica
,
M.
Hong
, and
S. A.
Maier
,
ACS Photonics
1
,
718
(
2014
).
15.
T.
Wang
,
P.
Li
,
B.
Hauer
,
D. N.
Chigrin
, and
T.
Taubner
,
Nano Lett.
13
,
5051
5055
(
2013
).
16.
J. A.
Schuller
,
R.
Zia
,
T.
Taubner
, and
M. L.
Brongersma
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
107401
107404
(
2007
).
17.
T.
Taubner
,
D.
Korobkin
,
Y.
Urzhumov
,
G.
Shvets
, and
R.
Hillenbrand
,
Science
313
,
1595
(
2006
).
18.
B.
Edwards
and
N.
Engheta
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
193902
(
2012
).
19.
N.
Engheta
,
Phys. World
23
,
31
34
(
2010
).
20.
S. B.
Qadri
,
E. P.
Gorzkowski
,
M. A.
Imam
,
A. W.
Fliflet
,
R.
Goswami
,
H.
Kim
,
J. D.
Caldwell
,
F.
Klemm
, and
B. B.
Rath
,
Ind. Crops Prod.
51
,
158
162
(
2013
).
21.
J.
Glinnemann
,
H. E.
King
, Jr.
,
H.
Schultz
,
Th.
Hahn
,
S. J.
La Placa
, and
F.
Dacol
,
Z. Kristallogr.
198
,
177
212
(
1992
).
22.
N. C.
Halder
and
C. N. J.
Wagner
,
Acta Crystallogr.
20
,
312
(
1966
).
23.
G.
Fiquet
,
F.
Guyot
, and
J.-P.
Itie
,
Am. Mineral.
79
,
15
23
(
1994
).
24.
Y. L.
Chiew
and
K. Y.
Cheong
,
J. Mater Sci.
47
,
5477
5487
(
2012
).
25.
S.
Nakashima
and
H.
Harima
,
Phys. Status Solidi A
162
,
39
64
(
1997
).
26.
W.
Li
,
H.
Zhang
,
C.
Wang
,
Y.
Zhang
,
L.
Xu
,
K.
Zhu
, and
S.
Xie
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
2684
2686
(
1997
).
27.
S.
Dhara
,
P.
Sahoo
,
A. K.
Tyagi
, and
B.
Raj
, in
Nanowires—Implementations and Applications
, edited by
A.
Hashim
(
InTech
,
Rijeka, Croatia
,
2011
), pp.
3
26
.
28.
J. H.
Zhu
,
J. Q.
Ning
,
C. C.
Zheng
,
S. J.
Xu
,
S. M.
Zhang
, and
H.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
113115
(
2011
).
29.
C. F.
Bohren
and
D. R.
Huffman
,
Absorption and Scattering of Light by Small Particles
(
John Wiley & Sons, Inc.
,
Weinheim, Germany
,
2004
).
30.
K.
Suirote
and
P.
Leangsuwan
,
J. Mater. Sci.
38
,
4739
(
2003
).
31.
J. P.
Bergman
,
H.
Lendenmann
,
P. A.
Nilsson
,
U.
Lindefelt
, and
P.
Skytt
,
Mater. Sci. Forum
353–356
,
299
302
(
2001
).
32.
J. D.
Caldwell
,
K. X.
Liu
,
M. J.
Tadjer
,
O. J.
Glembocki
,
R. E.
Stahlbush
,
K. D.
Hobart
, and
F.
Kub
,
J. Electron. Mater.
36
,
318
323
(
2007
).
33.
T.
Miyanagi
,
H.
Tsuchida
,
I. S.
Kamata
,
T.
Nakamura
,
K.
Nkayama
,
R.
Ishii
, and
Y.
Sugawara
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
062104
(
2006
).
34.
J. D.
Caldwell
,
O. J.
Glembocki
,
R. E.
Stahlbush
, and
K. D.
Hobart
,
J. Electron. Mater.
37
,
699
705
(
2008
).
35.
S. I.
Maximenko
,
J. A.
Freitas
,
P. B.
Klein
,
A.
Shrivastava
, and
T. S.
Sudharshan
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
092101
(
2009
).
36.
J. D.
Caldwell
,
P. B.
Klein
,
M. E.
Twigg
,
R. E.
Stahlbush
,
O. J.
Glembocki
,
K.
Liu
,
K. D.
Hobart
, and
F.
Kub
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
103519
(
2006
).
37.
S.
Izumi
,
H.
Tsuchida
,
I.
Kamata
, and
T.
Tawara
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
202108
(
2005
).
38.
K. M.
Speer
,
P. G.
Neudeck
,
D. J.
Spry
,
A. J.
Trunek
, and
P.
Pirouz
,
J. Electron. Mater.
37
,
672
680
(
2008
).
39.
S.
Limpijumnong
and
W. R. L.
Lambrecht
,
Phys. Rev. B
57
,
12017
12022
(
1998
).
40.
N.
Bernstein
,
H. J.
Gotsis
,
D. A.
Papaconstantopolous
, and
M.
Mehl
,
Phys. Rev. B
71
,
075203
(
2005
).
41.
J. D.
Caldwell
,
R. E.
Stahlbush
,
O. J.
Glembocki
,
M. G.
Ancona
, and
K. D.
Hobart
,
J. Appl. Phys.
108
,
044503
(
2010
).
42.
X.
Wu
,
J.
Fan
,
T.
Qiu
,
X.
Yang
,
G.
Siu
, and
P.
Chu
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
026102
(
2005
).
43.
J. V.
Milewski
,
F. D.
Gac
,
J. J.
Petrrovic
, and
S. R.
Skaggs
,
J. Mater. Sci.
20
,
1160
(
1985
).
44.
P. F.
Becherand
and
G. C.
Wei
,
J. Am. Ceram. Soc.
67
,
C-267
(
1984
).
45.
A.
Chokshi
and
J. R.
Porter
,
J. Am. Ceram. Soc.
68
,
C-144
(
1985
).
46.
J.
Homeny
,
W. L.
Vaugh
, and
M. R.
Ferber
,
Am. Ceram. Soc. Bull.
66
,
333
(
1987
).
47.
W.
Zhou
,
X.
Liu
, and
Y.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
223124
(
2006
).
48.
H. Y.
Wang
,
Y. Q.
Wang
,
Q. F.
Hu
, and
X. J.
Li
,
Sens. Actuators, B
166–167
,
451
(
2012
).
49.
S. J.
Pearton
,
F.
Ren
,
Y. L.
Wang
,
B. H.
Chu
,
K. H.
Chen
,
C. Y.
Chang
,
W.
Lim
,
J. S.
Lin
, and
D. P.
Norton
,
Prog. Mater. Sci.
55
,
1
59
(
2010
).
You do not currently have access to this content.