Luminescent intrazeolitic Si nanoclusters: Size study by Si K and L2,3 x-ray absorption near-edge structure, x-ray photoelectron and photoluminescence spectroscopies

Applied Physics Letters

Volumn 71, Issue 22, 1997, Pages 3194-3196

  He, Jiliang ^a   Klug, Dennis D ^a   Tse, John S ^a   Ratcliffe, Chris I ^a   Preston, Keith F ^a  

^a NATIONAL RESEARCH COUNCIL CANADA   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; LIGHT ABSORPTION; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; ZEOLITES;

NANOCLUSTERS; X RAY ABSORPTION NEAR EDGE STRUCTURE;

PHOTOLUMINESCENCE;

EID: 0031372276     PISSN: 00036951     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.120287     Document Type: Article

References (35)

1. G. D. Stucky and J. E. MacDougall, Science 247, 669 (1990); V. I. Srdanov, N. P. Blake, D. Markgraber, H. Metiu, and G. D. Stucky, in Advanced Zeolite Science and Applications, edited by J. C. Jansen, M. Stocker, H. G. Karge, and J. Weitkamp, Studies in Surface Science and Catalysis, Vol. 85 (Elsevier Science, New York, 1994), p 115.
2. G. D. Stucky and J. E. MacDougall, Science 247, 669 (1990); V. I. Srdanov, N. P. Blake, D. Markgraber, H. Metiu, and G. D. Stucky, in Advanced Zeolite Science and Applications, edited by J. C. Jansen, M. Stocker, H. G. Karge, and J. Weitkamp, Studies in Surface Science and Catalysis, Vol. 85 (Elsevier Science, New York, 1994), p 115.
3. N. Herron, J. Inclu. Phenom. Mol. Recog. Chem. 21, 283 (1995).
4. G. A. Ozin. in Materials Chemistry: An Emerging Discipline, edited by L. V. Interrante, L. A. Casper, and A. B. Ellis, Advances in Chemistry Series 245 (American Chemical Society, Washington, DC, 1995), Chap. 14.
5. E. C. Honea, A. Ogura, C. A. Murray, K. Raghavachari, W. O. Sprenger, M. F. Jarrod, and W. L. Brown, Nature (London) 336, 42 (1993); K.-D. Rinnen and M. L. Mandich. Phys. Rev. Lett. 69, 1823 (1992); A. Rubio, J. A. Alonso, X. Blase, L. C. Balbas, and S. G. Louie, ibid. 77, 247 (1996); U. Rothlisberger, W. Andreoni, and M. Parrinello, ibid. 72, 665 (1994).
6. E. C. Honea, A. Ogura, C. A. Murray, K. Raghavachari, W. O. Sprenger, M. F. Jarrod, and W. L. Brown, Nature (London) 336, 42 (1993); K.-D. Rinnen and M. L. Mandich. Phys. Rev. Lett. 69, 1823 (1992); A. Rubio, J. A. Alonso, X. Blase, L. C. Balbas, and S. G. Louie, ibid. 77, 247 (1996); U. Rothlisberger, W. Andreoni, and M. Parrinello, ibid. 72, 665 (1994).
7. E. C. Honea, A. Ogura, C. A. Murray, K. Raghavachari, W. O. Sprenger, M. F. Jarrod, and W. L. Brown, Nature (London) 336, 42 (1993); K.-D. Rinnen and M. L. Mandich. Phys. Rev. Lett. 69, 1823 (1992); A. Rubio, J. A. Alonso, X. Blase, L. C. Balbas, and S. G. Louie, ibid. 77, 247 (1996); U. Rothlisberger, W. Andreoni, and M. Parrinello, ibid. 72, 665 (1994).
8. E. C. Honea, A. Ogura, C. A. Murray, K. Raghavachari, W. O. Sprenger, M. F. Jarrod, and W. L. Brown, Nature (London) 336, 42 (1993); K.-D. Rinnen and M. L. Mandich. Phys. Rev. Lett. 69, 1823 (1992); A. Rubio, J. A. Alonso, X. Blase, L. C. Balbas, and S. G. Louie, ibid. 77, 247 (1996); U. Rothlisberger, W. Andreoni, and M. Parrinello, ibid. 72, 665 (1994).
9. J. R. Heath, Science 258, 1131 (1992); W. L. Wilson, P. F. Szajowski, and L. E. Brus, ibid. 262, 1242 (1993); L. E. Brus, P. F. Szajowski, W. L. Wilson, T. D. Harris, S. Schuppler, and P. H. Citrin, J. Am. Chem. Soc. 117, 2915 (1995); S. Schuppler. S. L. Friedman, M. A. Marcus, D. L. Adler, Y. H. Xie, F. M. Ross, Y. J. Chabal, T. D. Harris, L. E. Brus, W. L. Brown, E. E. Chaban, P. F. Szajoski, S. B. Christman, and P. H. Citrin, Phys. Rev. B 52, 4910 (1995); J. L. Heinrich, C. L. Curtis, G. M. Credo, K. L. Kavanagh, and M. J. Sailor. Science 255, 66 (1992); R. A. Bley and S. M. Kauzlarich, J. Am. Chem. Soc. 118, 12461 (1996).
10. J. R. Heath, Science 258, 1131 (1992); W. L. Wilson, P. F. Szajowski, and L. E. Brus, ibid. 262, 1242 (1993); L. E. Brus, P. F. Szajowski, W. L. Wilson, T. D. Harris, S. Schuppler, and P. H. Citrin, J. Am. Chem. Soc. 117, 2915 (1995); S. Schuppler. S. L. Friedman, M. A. Marcus, D. L. Adler, Y. H. Xie, F. M. Ross, Y. J. Chabal, T. D. Harris, L. E. Brus, W. L. Brown, E. E. Chaban, P. F. Szajoski, S. B. Christman, and P. H. Citrin, Phys. Rev. B 52, 4910 (1995); J. L. Heinrich, C. L. Curtis, G. M. Credo, K. L. Kavanagh, and M. J. Sailor. Science 255, 66 (1992); R. A. Bley and S. M. Kauzlarich, J. Am. Chem. Soc. 118, 12461 (1996).
11. J. R. Heath, Science 258, 1131 (1992); W. L. Wilson, P. F. Szajowski, and L. E. Brus, ibid. 262, 1242 (1993); L. E. Brus, P. F. Szajowski, W. L. Wilson, T. D. Harris, S. Schuppler, and P. H. Citrin, J. Am. Chem. Soc. 117, 2915 (1995); S. Schuppler. S. L. Friedman, M. A. Marcus, D. L. Adler, Y. H. Xie, F. M. Ross, Y. J. Chabal, T. D. Harris, L. E. Brus, W. L. Brown, E. E. Chaban, P. F. Szajoski, S. B. Christman, and P. H. Citrin, Phys. Rev. B 52, 4910 (1995); J. L. Heinrich, C. L. Curtis, G. M. Credo, K. L. Kavanagh, and M. J. Sailor. Science 255, 66 (1992); R. A. Bley and S. M. Kauzlarich, J. Am. Chem. Soc. 118, 12461 (1996).
12. J. R. Heath, Science 258, 1131 (1992); W. L. Wilson, P. F. Szajowski, and L. E. Brus, ibid. 262, 1242 (1993); L. E. Brus, P. F. Szajowski, W. L. Wilson, T. D. Harris, S. Schuppler, and P. H. Citrin, J. Am. Chem. Soc. 117, 2915 (1995); S. Schuppler. S. L. Friedman, M. A. Marcus, D. L. Adler, Y. H. Xie, F. M. Ross, Y. J. Chabal, T. D. Harris, L. E. Brus, W. L. Brown, E. E. Chaban, P. F. Szajoski, S. B. Christman, and P. H. Citrin, Phys. Rev. B 52, 4910 (1995); J. L. Heinrich, C. L. Curtis, G. M. Credo, K. L. Kavanagh, and M. J. Sailor. Science 255, 66 (1992); R. A. Bley and S. M. Kauzlarich, J. Am. Chem. Soc. 118, 12461 (1996).
13. J. R. Heath, Science 258, 1131 (1992); W. L. Wilson, P. F. Szajowski, and L. E. Brus, ibid. 262, 1242 (1993); L. E. Brus, P. F. Szajowski, W. L. Wilson, T. D. Harris, S. Schuppler, and P. H. Citrin, J. Am. Chem. Soc. 117, 2915 (1995); S. Schuppler. S. L. Friedman, M. A. Marcus, D. L. Adler, Y. H. Xie, F. M. Ross, Y. J. Chabal, T. D. Harris, L. E. Brus, W. L. Brown, E. E. Chaban, P. F. Szajoski, S. B. Christman, and P. H. Citrin, Phys. Rev. B 52, 4910 (1995); J. L. Heinrich, C. L. Curtis, G. M. Credo, K. L. Kavanagh, and M. J. Sailor. Science 255, 66 (1992); R. A. Bley and S. M. Kauzlarich, J. Am. Chem. Soc. 118, 12461 (1996).
14. J. R. Heath, Science 258, 1131 (1992); W. L. Wilson, P. F. Szajowski, and L. E. Brus, ibid. 262, 1242 (1993); L. E. Brus, P. F. Szajowski, W. L. Wilson, T. D. Harris, S. Schuppler, and P. H. Citrin, J. Am. Chem. Soc. 117, 2915 (1995); S. Schuppler. S. L. Friedman, M. A. Marcus, D. L. Adler, Y. H. Xie, F. M. Ross, Y. J. Chabal, T. D. Harris, L. E. Brus, W. L. Brown, E. E. Chaban, P. F. Szajoski, S. B. Christman, and P. H. Citrin, Phys. Rev. B 52, 4910 (1995); J. L. Heinrich, C. L. Curtis, G. M. Credo, K. L. Kavanagh, and M. J. Sailor. Science 255, 66 (1992); R. A. Bley and S. M. Kauzlarich, J. Am. Chem. Soc. 118, 12461 (1996).
15. G. A. Ozin, Ö. Dag. A. Kuperman, and P. M. Macdonald, Stud. Surf. Sci. Catal. 84, 1107 (1994).
16. E. Chomski, Ö. Dag, A. Kuperman, N. Coombs, and G. A. Ozin, Chem. Vap. Deposition 2, 8 (1996).
17. J. He et al. (unpublished).
18. B. X. Yang, F. H. Middleton, B. G. Olsson, G. M. Bancroft, J. M. Chen, T. K. Sham, K. Tan, and D. J. Wallace, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 316, 422 (1992).
19. K. H. Tan, G. M. Bancroft, L. L. Coatsworth, and B. W. Yates, Can. J. Phys. 60, 131 (1982).
20. M. Kasrai, W. N. Lennard. R. W. Brunner, G. M. Bancroft, J. A. Bardwell, and K. H. Tan. Appl. Surf. Sci. 99, 303 (1996).
21. J. He, D. D. Klug. J. S. Tse, and K. Preston, Chem. Commun. 1265 (1997).
22. T. van Buuren, T. Tiedje, J. R. Dahn, and B. M. Way, Appl. Phys. Lett. 63, 2911 (1993).
23. L.-W. Wang and A. Zunger, J. Chem. Phys. 100, 2394 (1994); C. Delerue, G. Allan, and M. Lannoo, Phys. Rev. B 48, 11 024 (1993).
24. L.-W. Wang and A. Zunger, J. Chem. Phys. 100, 2394 (1994); C. Delerue, G. Allan, and M. Lannoo, Phys. Rev. B 48, 11 024 (1993).
25. R. S. Bauer and R. Z. Bachrach, J. Vac. Sci. Technol. 17, 509 (1980).
26. B. Abeles, I. Wagner, W. Eberhardt, J. Stohr, and H. Stasiewski, in Optical Effects in Amorphous Semiconductors, edited by P. C. Taylor and S. G. Bishop (American Institute of Physics, New York, 1984), p. 394.
27. F. C. Brown, R. Z. Bachrach, and M. Skibowski, Phys. Rev. B 15, 4781 (1977); J. R. Dahn, B. M. Way, E. W. Fuller, W. J. Weydanz, J. S. Tse, D. D. Klug, T. Van Buuren, and T. Tiedje, J. Appl. Phys. 75, 1946 (1994).
28. F. C. Brown, R. Z. Bachrach, and M. Skibowski, Phys. Rev. B 15, 4781 (1977); J. R. Dahn, B. M. Way, E. W. Fuller, W. J. Weydanz, J. S. Tse, D. D. Klug, T. Van Buuren, and T. Tiedje, J. Appl. Phys. 75, 1946 (1994).
29. P. A. Lee, P. H. Citrin, P. Eisenberger, and B. M. Kincaid, Rev. Mod. Phys. 53, 769 (1981); J. Stöhr, NEXAFS Spectroscopy (Springer-Verlag, Berlin, 1992), pp. 149 and 150.
30. P. A. Lee, P. H. Citrin, P. Eisenberger, and B. M. Kincaid, Rev. Mod. Phys. 53, 769 (1981); J. Stöhr, NEXAFS Spectroscopy (Springer-Verlag, Berlin, 1992), pp. 149 and 150.
31. N. Herron, Y. Wang, M. M. Eddy, G. D. Stucky, D. E. Cox, K. Moller, and T. Bein, J. Am. Chem. Soc. 111, 530 (1989).
32. Y. Kanemitsu, K. Suzuki, H. Uto, Y. Masumoto, T. Matsumoto, S. Kyushin, K. Higuchi, and H. Matsumoto, Appl. Phys. Lett. 61, 2446 (1992); S. Kyushin, H. Matsumoto, Y. Kanemitsu, and M. Goto, J. Phys. Soc. Jpn. 63, 46 (1994).
33. Y. Kanemitsu, K. Suzuki, H. Uto, Y. Masumoto, T. Matsumoto, S. Kyushin, K. Higuchi, and H. Matsumoto, Appl. Phys. Lett. 61, 2446 (1992); S. Kyushin, H. Matsumoto, Y. Kanemitsu, and M. Goto, J. Phys. Soc. Jpn. 63, 46 (1994).
34. x species formed is dependent on the number of hydroxyl groups present in both supercages and sodalite cages. FTIR analysis showed that there was reaction of the disilane gas first with the hydroxyl groups in the supercages and then with those in the sodalite cages (with higher disilane loading). Even with lower disilane loading, the hydroxyl groups apparently migrated from the sodalite cages to the supercages during the clustering reaction at elevated temperature.
35. Ö. Dag, A. Kuperman, and G. A. Ozin, Adv. Mater. 6, 147 (1994).