ZnO powders as multi-facet single crystals

Oxides are most commonly found in divided forms with properties difficult to control since their crystallographic orientations usually escape analysis. To overcome this an appropriate model system can be provided by ZnO smoke which, obtained by combustion of Zn in air, exhibits nanoparticles with well-defined surface facets. The present work focuses on the interaction of water with ZnO smokes by combining density functional theory based simulations and infrared spectroscopy measurements with applied pressures from 10(-7) to 1 mbar. We demonstrate that the use of ultra-high vacuum allows the analysis of the very first stages of the adsorption, and report on water structures on ZnO(11 (2) over bar0) for the first time. We further show that ZnO powders behave as multi-facet single crystals involving (10 (1) over bar 10), (11 (2) over bar0), (0001), and (000 (1) over bar) surfaces with the polar orientations corresponding to 25% of the total surface area. A great deal of cross-agreements between experimental results and simulation provides a simple approach for the examination of hydroxylated/hydrated ZnO smokes and can be widely applied on other ZnO-related powders

Analysis of Mineral Surfaces by Atomic Force Microscopy

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Chemical reaction via hydroxyl groups at the titanium/α-Al2O3(0001) interface

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Renforcement du verre par un revêtement hybride en formulation aqueuse

Nous avons étudié le renforcement du verre par le dépôt d'un film mince à partir d'un mélange d'organosilanes réactifs. Unfilm hybride organique/inorganique est créé par la réaction organique entre les fonctions amine et époxy d'une part et la réaction inorganique de condensation des silanols d'autre part.Les réactions conduisant à la formation du film ont été suivies par spectroscopie IR. Nous avons également caractérisé les propriétés mécaniques du film. Son module d'Young est de l'ordre de 5GPa et l'adhésion du film sur le verre et la cohésion au sein du revêtement sont élevées (supérieures à 2 J.m-2). Le renforcement mécanique apporté aux substrats revêtus est évalué par un test de flexion sur des échantillons préalablement indentés de façon contrôlée. Le revêtement étudié permet d'obtenir un renforcement de 75%. Nous discutons ensuite les différents mécanismes susceptibles d'expliquer le renforcement.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Structure de films supportés (polarité de films MgO/Ag (111)- évolution de la morphologie d'agrégats Au/ TiO2(111) lors de la réaction catalytique d'oxydation du Co)

L observation in situ de nano-objets en cours de croissance ou lors d une réaction est un objectif important pour les nanosciences. Le présent travail porte sur deux thématiques qui relèvent de cette approche : -la croissance de films d oxyde de magnésium MgO d orientation polaire et -la caractérisation de films Au/TiO2(110) catalytiques. Peu de films d orientation polaire ont été synthétisés à ce jour. La formation de films MgO par oxydation de Mg/Ag(111) est analysé ici par microscopie tunnel (STM). Les symétries 3 ou 6 excluent l orientation MgO(100) et suggèrent l existence de films MgO d orientation polaire. Des hauteurs apparentes ~ 120 pm sont cohérentes avec l hypothèse de la formation de films de structure de type NaCl orientés suivant (111). Les périodicités à longue distance qui sont mises en évidence par STM sont attribuées à des mailles de coïncidence MgO(111)/Ag(111). Très débattue, l activité de l or catalytique supporté dépend fortement de la taille des particules et n est effective que pour des diamètres < 5 nm. Deux types de mécanisme sont proposés, l un fondé sur un effet quantique associé à des particules bidimensionnelles, l autre sur un rôle accru de la surface pour des particules tridimensionnelles de petite taille. L objectif du travail présenté est de caractériser la les agrégats d or in situ, pendant la réaction d oxydation du CO, dans le cadre d une analyse simultanée de la morphologie, de la cristallographie et de la réactivité des particules (seuls les résultats de l étude de réactivité sont évoqués ici). Les films Au/TiO2(110) sont examinées par diffraction des rayons X aux petits (GISAXS) et aux grands (GIXS) angles. La réactivité est observable pour des agrégats de taille 5 nm et augmente au fur et à mesure que la taille des particules décroît. Il est remarquable que, même aux plus faibles tailles explorées (1,7 nm de diamètre), les agrégats d or Au(111)/TiO2(110) sont tridimensionnels. La forte relaxation du paramètre provoquée par l adsorption de l oxygène démontre que l oxygène est chimisorbé sur l or et qu il couvre une part significative de la surface de l agrégat. La mise en place de la réaction catalytique qui suit l introduction de CO provoque un mûrissement des particules, qui est attribué à l échauffement local dû à la réaction d oxydation, et une rotation de 4.9 des agrégats qui témoigne de l existence de sites préférentiels à l interface Au(111)/TiO2(110).PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

VERS LA MAITRISE DE LA CROISSANCE DE COUCHES MINCES (UNE ETUDE PAR SPECTROSCOPIE OPTIQUE ET D'ELECTRONS)

ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Morphology of MgO smoke crystallites upon etching in wet environment

International audienceThe etching of MgO smoke in wet conditions - an archetype for aqueous dissolution of oxide crystals is explored on the basis of transmission electron microscope (TEM) analyses. In pure water with neutral pH, in acid solutions and in moist air, the MgO cubic crystallites show first (110) truncations of the edges and then (111) cuts at the corners. Criteria are given to characterize (110) and (111) cuts on the TEM images. It is shown that (110) truncations appear independently of the formation of the (111) cuts and are associated with a stationary state. The picture is fully consistent with the previous suggestion of a ``constrained Wulff profile'' [9] which explains the formation of (110) cuts by excluding (111) facets. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved