Monolayer growth and exchange kinetics for alkylamines on the high-temperature superconductor YBa2Cu3O7-δ

Langmuir

Volumn 16, Issue 5, 2000, Pages 2169-2176

  Xu, Feng ^a   Zhu, Jin ^a   Mirkin, Chad A ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION ISOTHERMS; AMINES; HIGH TEMPERATURE APPLICATIONS; MONOLAYERS; OXIDE SUPERCONDUCTORS; REACTION KINETICS; REDOX REACTIONS;

ADSORBATES; ALKYLAMINE;

YTTRIUM BARIUM COPPER OXIDES;

EID: 0033893639     PISSN: 07437463     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/la990910y     Document Type: Article

References (102)

1. (a) Ulman, A. An Introduction to Ultrathin Organic Films: From Langmuir-Blodgett to Self-assembly; Academic: Boston, 1991.
2. (b) Bain, C. D.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1989, 28, 506.
3. (c) Dubois, L. H.; Nuzzo, R. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1992, 43, 437.
4. (d) Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533.
5. (a) Laibinis, P. E.; Fox, M. A.; Folkers, J. P.; Whitesides, G. M. Langmuir 1991, 7, 3167.
6. (b) Sellers, H.; Ulman, A.; Shnidman, Y.; Eilers, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9389.
7. (c) Ye, Q.; Fang, J. X.; Sun, L J. Phys. Chem. B. 1997, 101, 8821.
8. (d) Walczak, M. M.; Chung, C.; Stole, S. M.; Widrig, C. A.; Porter, M. D. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2370.
9. (a) Lee, T. R.; Laibinis, P. E.; Folkers, J. P.; Whitesides, G. M. Pure Appl. Chem. 1991, 63, 821.
10. (b) Lane, R. F.; Hubbard, A. T. J. Phys. Chem. 1973, 77, 1401.
11. (c) Hickman, J. J.; Zou, C.; Ofer, D.; Harvey, P. D.; Wrighton, M. S.; Laibinis, P. E.; Bain, C. D.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7271.
12. (d) Stern, D. A.; Laguren-Davidson, L.; Frank, D. G.; Gui, J. Y.; Lin, C. H.; Lu, F.; Salaita, G. N.; Walton, N.; Zapien, D. C.; Hubbard, A. T. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 877.
13. Natan, M. J.; Thackeray, J. W.; Wrighton, M. S. J. Phys. Chem. 1986, 90, 4089.
14. Sheen, C. W.; Shi, J.-X.; Martensson, J.; Parikh, A. N.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 1514.
15. (a) Linford, M. R.; Chidsey, C. E. D. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5, 12631.
16. (b) Keller, H.; Schrepp, W.; Fuchs, H. Thin Solid Films 1992, 210/211, 799.
17. (a) Meyer, T. J.; Meyer, G. J.; Pfennig, B. W.; Schoonover, J. R.; Timpson, C. J.; Wall, J. F.; Obusch, C.; Chen, X. H.; Peek, B. M.; Wall, C. G.; Ou, W.; Erickson, B. W.; Bignozzi, C. A. Inorg. Chem. 1994, 33, 3952.
18. (b) Allara, D. L.; Nuzzo, R. G. Langmuir 1985, 1, 45.
19. (b) Allara, D. L.; Nuzzo, R. G. Langmuir 1985, 1, 52.
20. (c) Ogawa, H.; Chihera, T.; Taya, K. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 1365.
21. (a) Finklea, H. O. In Electroanalytical Chemistry; Bard, A. J., Ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; Vol. 19, Chapter II.
22. (b) Campbell, D. J.; Herr, B. R.; Hulteen, J. C.; Van Duyne, R. P.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 10211.
23. (c) Weber, K.; Hockett, L. A.; Creager, S. E. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8286.
24. (d) Chidsey, C. E. D. Science 1991, 251, 919.
25. (a) Freeman, R. G.; Grabar, K. C.; Allison, K. J.; Bright, R. M.; Davis, J. A.; Guthrie, A. P.; Hommer, M. B.; Jackson, M. A.; Smith, P. C.; Walter, D. G.; Natan, M. J. Science 1995, 267, 162.
26. (b) Zhu, J.; Xu, F.; Schofer, S. J.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 235.
27. Carpick, R. W.; Salmeron, M. Chem. Rev. 1997, 97, 1163.
28. (a) Frisbie, C. D.; Rozsnyai, L. F.; Noy, A.; Wrighton, M. S.; Lieber, C. M. Science 1994, 265, 5181.
29. (b) Noy, A.; Vezenov, D. V.; Lieber, C. M. Annu. Rev. Mater. Sci. 1997, 27, 381.
30. McKendry, R.; Theoclitou, M. E.; Rayment T.; Abell, C. Nature 1998, 391, 566.
31. (a) Mirkin, C. A.; Ratner, M. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1992, 43, 719.
32. (b) Mirkin, C. A.; Valentine, J. R.; Ofer, D.; Hickman, J. J.; Wrighton, M. S. In Biosensors and Chemical Sensors; Edelman, P. G., Wang J., Eds.; ACS Symposium Series 487; American Chemical Society: Washington, DC, 1992; Chapter 17.
33. (c) Hickman, J. J.; Ofer, D.; Laibinis, P. E.; Whitesides, G. M.; Wrighton, M. S. Science 1991, 252, 688.
34. (d) Wells, M.; Crooks, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3988.
35. (e) Crooks, R. M.; Ricco, A. J. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 219.
36. (a) Storhoff, J. J.; Mucic, R. C.; Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12674.
37. (b) Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L.; Mucic, R. C.; Storhoff, J. J. Nature 1996, 382, 607-609.
38. (c) Elghanian, R.; Storhoff, J. J.; Mucic, R. C.; Letsinger, R. L.; Mirkin, C. A. Science 1997, 277, 1078-1080.
39. (d) Storhoff, J. J.; Mucic, R. C.; Mirkin, C. A. J. Clust. Sci. 1997, 8, 179-216.
40. (e) Hostetler, M. J.; Murray, R. W. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 1997, 2, 42.
41. (a) Dalmia, A.; Liu, C. C.; Savinell, R. F. J. Electroanal. Chem. 1997, 430, 205.
42. (b) Willner, I.; Lapidot, N.; Riklin, A.; Kasher, R.; Zanavy, E.; Katz, E. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 1428.
43. (c) Hutchison, J. E.; Postlethwaite, T. A.; Murray, R. W. Langmuir 1993, 9, 3277.
44. Marks, T. J.; Ratner, M. A. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 155.
45. (a) Komeda, T.; Namba, K.; Nishioka, Y. J. Vac. Sci. Technol. A 1998, 16, 1680.
46. (b) Tiberio, R. C.; Craighead, H. G.; Lercel, M.; Lau, T.; Sheen, C. W.; Allara, D. L. Appl. Phys. Lett. 1993, 62, 476.
47. (c) Schoer, J. K.; Crooks, R. M. Langmuir 1997, 13, 2323.
48. (d) Behm, J. M.; Lykke, K. R.; Pellin, M. J.; Hemminger, J. C.Langmuir 1996, 12, 2121.
49. (e) Xu, S.; Liu, G. Langmuir 1997, 13, 127.
50. (a) Finer, R. D.; Zhu, J.; Xu, F.; Hong, S.; Mirkin, C. A. Science 1999, 283, 661.
51. (b) Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1998, 37, 550 and references therein.
52. (a) Xu, F.; Chen, K.; Piner, R. D.; Mirkin, C. A.; Ritchie, J. E.; McDevitt, J. E.; Cannon, M. O.; Kanis, D. Langmuir 1998, 14, 6505.
53. (b) Chen, K.; Mirkin, C. A.; Lo, R.; Zhao, J.; McDevitt, J. T. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6374.
54. (c) For a review on the surface modification chemistry of cuprate HTSCs, see: Mirkin, C. A.; Xu, F.; Zhu, J. Adv. Mater. 1997, 9 (2), 167.
55. (a) Zhu, J.; Mirkin, C. A.; Braun, R. M.; Winograd, N. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5126.
56. (b) Zhu, J.; Xu, F.; Schofer, S. J.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 235.
57. (c) Ritchie, J. E.; Murray, W. R.; Kershan, K.; Diaz, V.; Tran, L.; McDevitt, J. T. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7447.
58. (a) Bain, C. D.; Troughton, E. B.; Tao, Y. T.; Evall, J.; Whitesides, G. M.; Nuzzo, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 321.
59. (b) Biekuyck, H. A.; Bain, C. D.; Whitesides, G. M. Langmuir 1994, 10, 1825.
60. (c) Schneider, T. W.; Buttry, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12391.
61. (d) Forouzan, F.; Bard, A. J.; Mirkin, M. V. Isr. J. Chem. 1997, 37, 155.
62. (e) Kim, Y.-T.; McCarley, R. L.; Bard, A. J. Langmuir 1993, 9, 1991.
63. (f) Schessler, H. M.; Karpovich, D. S.; Blanchard, G. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9645.
64. (g) Pan, W.; Durning, C. J.; Turro, N. J. Langmuir 1996, 12, 4469.
65. (h) Schlenoff, J. B.; Li, M.; Ly, H. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12528.
66. Kajikawa, K.; Hara, M.; Sasabe, H.; Knoll, W. Jpn. J. Appl. Phys. 2 1997, 36, L1116.
67. (j) Thomas, R. C.; Sun, L.; Crooks, R. M. Langmuir 1991, 7, 620.
68. (k) Bensebaa, F.; Voicu, R.; Huron, L.; Ellis, T. H. Langmuir 1997, 13, 5335.
69. (a) Kondoh, H.; Kodama, C.; Nozoye, H.; J. Phys. Chem. B. 1998, 102, 2310.
70. (b) Cavalleri, O.; Hirstein, A.; Bucher, J. P.; Kern, K. Thin Solid Films 1996, 285, 392.
71. (c) Sondaghuetorst, J. A. M.; Schonenberger, C.; Fokkink, L. G. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6826.
72. (a) Collard, D. M.; Fox, M. A. Langmuir 1991, 7, 1192.
73. (b) Chidsey, C. E. D.; Carolyn, R. B.; Putvinski, T. M.; Mujsce, A. M. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4301.
74. (c) Rowe, G. K.; Creager, S. E. Langmuir 1994, 10, 1186.
75. (d) Hickman, J. J.; Ofer, D.; Zou, C. F.; Wrighton, M. S.; Laibinis, P. E.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1128.
76. Creager, S. E.; Rowe, G. K. J. Electroanal. Chem. 1994, 370, 203.
77. Riley, D. R.; McDevitt, J. T. J. Electroanal. Chem. 1990, 295, 373.
78. (a) Hickman, J. J.; Laibinis, P. E.; Auerbach, D. I.; Zou, C.; Gardner, T. J.; Whitesides, G. M.; Wrighton, M. S. Langmuir 1992, 8, 357.
79. (b) Shimazu, K.; Sato, Y.; Yagi, I.; Uosaki, K.Bull. Chem. Soc. Jpn. 1994, 67, 863.
80. (c) Gardner, T. J.; Frisbie, C. D.; Wrighton, M. S. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6927.
81. (d) Caldwell, W. B.; Campbell, D. J.; Chen, K.; Herr, B. R.; Mirkin, C. A.; Malik, A.; Durbin, M. K.; Huang, K. G.; Dutta, P. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6071.
82. (a) Caldwell, W. B.; Campbell, D. J.; Chen, K.; Herr, B. R.; Mirkin, C. A.; Malik, A.; Durbin, M. K.; Huang, K. G. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6071.
83. (b) Herr, B. R.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 1157.
84. (c) Shi, X.; Caldwell, W. B.; Chen, K.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11598.
85. (d) Mirkin C. A.; Caldwell, W. B. Tetrahedron 1996, 52, 5113-5130.
86. (e) Caldwell, W. B.; Chen, K.; Mirkin, C. A.; Babinec, S. J. Langmuir 1993, 9, 1945.
87. (f) Chen, K.; Caldwell, W. B.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1193.
88. (a) Trasatti, S.; Petrii, O. A. Pure Appl. Chem. 1991, 63, 711.
89. (b) Alves, V. A.; da Silva, L. A.; de Castro, S. C.; Boodts, J. F. C. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 711.
90. Jost, W. Diffusion in Solids, Liquids, Gases; Academic: New York, 1960; Chapter 1, p 2.
91. We chose 2 days of soaking to form the initial monolayer for experimental consistency.
92. Murray, R. W. In Eletroanalytical Chemistry; Bard, A. J., Ed.; Marcel Dekker: New York, 1984; Vol. 13, pp 200-206.
93. (a) Tirado, J. D.; Acevedo, D.; Bretz, R. L.; Abruna, H. D. Langmuir 1994, 10, 1971.
94. (b) Tirado, J. D.; Abruna, H. D. J. Phy. Chem. 1996, 100, 4556.
95. (c) Acevedo, D.; Bretz, R. L.; Tirado, J. D.; Abruna, H. D. Langmuir 1994, 10, 1300.
96. Steinfeld, J. J. Chemical Kinetics and Dynamics; Prentice Hall: Englewood Cliff, NJ, 1992; Chapter 1 and 2.
97. Gazo, J.; Bersuker, I. B.; Garaj, J.; Kabesova, M.; Kohout, J.; Langfelderova, J.; Melnik, M.; Serator, M.; Valach, F. Coord. Chem. Rev. 1976, 19, 253.
98. Basolo, F. B.; Pearson, R. G. Mechanisms of Inorganic Reactions; John Wiley and Sons: New York, 1967; pp 145-158, pp 421-422.
99. (a) Pearson, R. G.; Lanier, R. D. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 765.
100. (b) Pearson, R. G.; Anderson, M. M. Angew. Chem., Intnl. Ed. 1965, 4, 281.
101. (a) Pasternack, R. F.; Huber, P. R.; Huber, U. M.; Sigel, H. Inorg. Chem. 1972, 11, 276.
102. (b) Sharma, V. S.; Leussing, D. L. Inorg. Chem. 1972, 11, 138.