New insights for self-assembled monolayers of organothiols on Au(111) revealed by scanning tunneling microscopy

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 107, Issue 34, 2003, Pages 8746-8759

  Yang, Guohua ^a   Liu, Gang Yu ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CRYSTAL DEFECTS; MOLECULAR STRUCTURE; MONOLAYERS; MORPHOLOGY; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SELF ASSEMBLY; THERMODYNAMIC STABILITY;

MOLECULAR RESOLUTION; ORGANOTHIOLS; SELF ASSEMBLED MONOLAYERS;

GOLD;

EID: 0043198463     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0219810     Document Type: Article

References (161)

1. Tour, J. M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 791.
2. Joachim, C.; Gimzewski, J. K.; Aviram, A. Nature 2000, 408, 541.
3. Reed, M. A. Proc. IEEE 1999, 87, 652.
4. Pease, A. R.; Jeppesen, J. O.; Stoddart, J. F.; Luo, Y.; Collier, C. P.; Heath, J. R. Chem. Res. 2001, 34, 433.
5. de Boer, M. P.; Mayer, T. M. MRS Bull. 2001, 26, 302.
6. Maboudian, R.; Ashurst, W. R.; Carraro, C. Tribol. Lett. 2002, 12, 95.
7. Komvopoulos, K. Wear 1996, 200, 305.
8. Komvopoulos, K.; Yan, W. J. Tribol. 1997, 119, 391.
9. Alivisatos, A. P.; Barbara, P. F.; Castleman, A. W.; Chang, J.; Dixon, D. A.; Klein, M. L.; McLendon, G. L.; Miller, J. S.; Ratner, M. A.; Rossky, P. J.; Stupp, S. I.; Thompson, M. E. Adv. Mater. 1998, 10, 1297.
10. Crooks, R. M.; Ricco, A. J. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 219.
11. Flink, S.; van Veggel, F.; Reinhoudt, D. N. Adv. Mater. 2000, 12, 1315.
12. Willner, I.; Katz, E. Angew. Chem.-Int. Ed. 2000, 39, 1180.
13. Bishop, A. R.; Nuzzo, R. G. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 1996, 1, 127.
14. Prime, K. L.; Whitesides, G. M. Science 1991, 252, 1164.
15. Prime, K. L.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10714.
16. Mrksich, M.; Chen, C. S.; Xia, Y. N.; Dike, L. E.; Ingber, D. E.; Whitesides, G. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 10775.
17. Deng, L.; Mrksich, M.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5136.
18. Wadu-Mesthrige, K.; Amro, N. A.; Liu, G. Y. Scanning 2000, 22, 380.
19. Wadu-Mesthrige, K.; Amro, N. A.; Garno, J. C.; Xu, S.; Liu, G. Y. Biophys. J. 2001, 80, 1891.
20. Liu, G. Y.; Amro, N. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5165.
21. Ulman, A. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 855.
22. Carpick, R. W.; Salmeron, M. Chem. Rev. 1997, 97, 1163.
23. Fendler, J. H. Chem. Mater. 2001, 13, 3196.
24. Zhu, X. Y. Annu. Rev. Phys. Chem. 2002, 53, 221.
25. Dubois, L. H.; Nuzzo, R. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1992, 43, 437.
26. Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533.
27. Schreiber, F. Prog. Surf. Sci. 2000, 65, 151.
28. Chiang, S. Chem. Rev. 1997, 97, 1083.
29. Delamarche, E.; Michel, B.; Biebuyck, H. A.; Gerber, C. Adv. Mater. 1996, 8, 719.
30. Poirier, G. E. Chem. Rev. 1997, 97, 1117.
31. Haussling, L.; Michel, B.; Ringsdorf, H.; Rohrer, H. Angew. Chem.-Int. Ed. Engl. 1991, 30, 569.
32. Edinger, K.; Golzhauser, A.; Demota, K.; Woll, C.; Grunze, M. Langmuir 1993, 9, 4.
33. McDermott, C. A.; McDermott, M. T.; Green, J. B.; Porter, M. D. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13257.
34. Poirier, G. E. Langmuir 1997, 13, 2019.
35. Kim, Y. T.; Bard, A. J. Langmuir 1992, 8, 1096.
36. Durig, U.; Zuger, O.; Michel, B.; Haussling, L.; Ringsdorf, H. Phys. Rev. B 1993, 48, 1711.
37. Camillone, N.; Chidsey, C. E. D.; Liu, G. Y.; Scoles, G. J. Chem. Phys. 1993, 98, 3503.
38. Fenter, P.; Eisenberger, P.; Liang, K. S. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 2447.
39. Poirier, G. E.; Tarlov, M. J. Langmuir 1994, 10, 2853.
40. Delamarche, E.; Michel, B.; Gerber, C.; Anselmetti, D.; Guntherodt, H. J.; Wolf, H.; Ringsdorf, H. Langmuir 1994, 10, 2869.
41. Nuzzo, R. G.; Dubois, L. H.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 558.
42. Nuzzo, R. G.; Korenic, E. M.; Dubois, L. H. J. Chem. Phys. 1990, 93, 767.
43. Fenter, P.; Eberhardt, A.; Liang, K. S.; Eisenberger, P. J. Chem. Phys. 1997, 106, 1600.
44. Whitesides, G. M.; Laibinis, P. E. Langmuir 1990, 6, 87.
45. Laibinis, P. E.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 9022.
46. Graupe, M.; Koini, T.; Kim, H. I.; Garg, N.; Miura, Y. F.; Takenaga, M.; Perry, S. S.; Lee, T. R. Mater. Res. Bull. 1999, 34, 447.
47. Shon, Y. S.; Lee, S.; Colorado, R.; Perry, S. S.; Lee, T. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7556.
48. Lee, S.; Puck, A.; Graupe, M.; Colorado, R.; Shon, Y. S.; Lee, T. R.; Perry, S. S. Langmuir 2001, 17, 7364.
49. Ashurst, W. R.; Yau, C.; Carraro, C.; Lee, C.; Kluth, G. J.; Howe, R. T.; Maboudian, R. Sens. Actuators, A 2001, 91, 239.
50. Maboudian, R.; Ashurst, W. R.; Carraro, C. Sens. Actuators A 2000, 82, 219.
51. Chidsey, C. E. D. Science 1991, 251, 919.
52. Smalley, J. F.; Feldberg, S. W.; Chidsey, C. E. D.; Linford, M. R.; Newton, M. D.; Liu, Y. P. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13141.
53. Sikes, H. D.; Smalley, J. F.; Dudek, S. P.; Cook, A. R.; Newton, M. D.; Chidsey, C. E. D.; Feldberg, S. W. Science 2001, 291, 1519.
54. Bumm, L. A.; Arnold, J. J.; Dunbar, T. D.; Allara, D. L.; Weiss, P. S. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8122.
55. Xu, S.; Liu, G. Y. Langmuir 1997, 13, 127.
56. Piner, R. D.; Zhu, J.; Xu, F.; Hong, S. H.; Mirkin, C. A. Science 1999, 283, 661.
57. Xia, Y. N.; Whitesides, G. M. Annu. Rev. Mater. Sci. 1998, 28, 153.
58. Xia, Y. N.; Rogers, J. A.; Paul, K. E.; Whitesides, G. M. Chem. Rev. 1999, 99, 1823.
59. Hong, S. H.; Zhu, J.; Mirkin, C. A. Science 1999, 286, 523.
60. Amro, N. A.; Xu, S.; Liu, G. Y. Langmuir 2000, 16, 3006.
61. Liu, G. Y.; Xu, S.; Qian, Y. L. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 457.
62. Dhirani, A.; Lin, P. H.; GuyotSionnest, P.; Zehner, R. W.; Sita, L. R. J. Chem. Phys. 1997, 106, 5249.
63. Metzger, R. M. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 950.
64. Collier, C. P.; Wong, E. W.; Belohradsky, M.; Raymo, F. M.; Stoddart, J. F.; Kuekes, P. J.; Williams, R. S.; Heath, J. R. Science 1999, 285, 391.
65. Donhauser, Z. J.; Mantooth, B. A.; Kelly, K. F.; Bumm, L. A.; Monnell, J. D.; Stapleton, J. J.; Price, D. W.; Rawlett, A. M.; Allara, D. L.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. Science 2001, 292, 2303.
66. Andres, R. P.; Bein, T.; Dorogi, M.; Feng, S.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P.; Mahoney, W.; Osifchin, R. G.; Reifenberger, R. Science 1996, 272, 1323.
67. Brousseau, L. C.; Zhao, Q.; Shultz, D. A.; Feldheim, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7645.
68. Yang, G. H.; Qian, Y. L.; Engtrakul, C.; Sita, L. R.; Liu, G. Y. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9059.
69. Kang, J. F.; Ulman, A.; Liao, S.; Jordan, R.; Yang, G. H.; Liu, G. Y. Langmuir 2001, 17, 95.
70. Woll, C.; Chiang, S.; Wilson, R. J.; Lippel, P. H. Phys. Rev. B 1989, 39, 7988.
71. Chambliss, D. D.; Wilson, R. J.; Chiang, S. J. Vac. Sci. Technol. B 1991, 9, 933.
72. Hsung, R. P.; Babcock, J. R.; Chidsey, C. E. D.; Sita, L. R. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 4525.
73. Hsung, R. P.; Chidsey, C. E. D.; Sita, L. R. Organometallics 1995, 14, 4808.
74. Zehner, R. W.; Parsons, B. F.; Hsung, R. P.; Sita, L. R. Langmuir 1999, 15, 1121.
75. Qian, Y.; Yang, G.; Yu, J.; Jung, T. A.; Liu, G.-y. Langmuir 2003, 19, 6056-6065.
76. Sandy, A. R.; Mochrie, S. G. J.; Zehner, D. M.; Huang, K. G.; Gibbs, D. Phys. Rev. B 1991, 43, 4667.
77. Dhirani, A. A.; Zehner, R. W.; Hsung, R. P.; GuyotSionnest, P.; Sita, L. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3319.
78. Duan, L.; Garrett, S. J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9812.
79. Jin, Q.; Rodriguez, J. A.; Li, C. Z.; Darici, Y.; Tao, N. J. Surf. Sci. 1999, 425, 101.
80. Hara, M.; Sasabe, H.; Knoll, W. Thin Solid Films 1996, 273, 66.
81. Dhirani, A.; Hines, M. A.; Fisher, A. J.; Ismail, O.; Guyotsionnest, P. Langmuir 1995, 11, 2609.
82. Driver, S. M.; Woodruff, D. P. Langmuir 2000, 16, 6693.
83. Poirier, G. E. J. Vac. Sci. Technol. B 1996, 14, 1453.
84. Kuk, Y.; Silverman, P. J.; Chua, F. M. J. Microsc. (Oxford) 1988, 152, 449.
85. Kuk, Y.; Jarrold, M. F.; Silverman, P. J.; Bower, J. E.; Brown, W. L. Phys. Rev. B 1989, 39, 11168.
86. Poirier, G. E.; Pylant, E. D. Science 1996, 272, 1145.
87. Fitts, W. P.; White, J. M.; Poirier, G. E. Langmuir 2002, 18, 1561.
88. Poirier, G. E.; Pylant, E. D. Langmuir 2001, 17, 1176.
89. Fitts, W. P.; White, J. M.; Poirier, G. E. Langmuir 2002, 18, 2096.
90. Fenter, P.; Eberhardt, A.; Eisenberger, P. Science 1994, 266, 1216.
91. Anselmetti, D.; Baratoff, A.; Guntherodt, H. J.; Delamarche, E.; Michel, B.; Gerber, C.; Kang, H.; Wolf, H.; Ringsdorf, H. Europhys. Lett. 1994, 27, 365.
92. Delamarche, E.; Michel, B. Thin Solid Films 1996, 273, 54.
93. Poirier, G. E.; Tarlov, M. J.; Rushmeier, H. E. Langmuir 1994, 10, 3383.
94. Cavalleri, O.; Hirstein, A.; Kern, K. Surf. Sci. 1995, 340, L960.
95. Poirier, G. E.; Tarlov, M. J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 10966.
96. Delamarche, E.; Michel, B.; Kang, H.; Gerber, C. Langmuir 1994, 10, 4103.
97. Camillone, N.; Eisenberger, P.; Leung, T. Y. B.; Schwartz, P.; Scoles, G.; Poirier, G. E.; Tarlov, M. J. J. Chem. Phys. 1994, 101, 11031.
98. Sette, F.; Hashizume, T.; Comin, F.; Macdowell, A. A.; Citrin, P. H. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 1384.
99. Trevor, D. J.; Chidsey, C. E. D.; Loiacono, D. N. Phys. Rev. Lett. 1989, 62, 929.
100. Zehner, R. W.; Sita, L. R. Langmuir 1997, 13, 2973.
101. Lin, P. H.; Guyot-Sionnest, P. Langmuir 1999, 15, 6825.
102. Kondoh, H.; Kodama, C.; Nozoye, H. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2310.
103. Kondoh, H.; Kodama, C.; Sumida, H.; Nozoye, H. J. Chem. Phys. 1999, 111, 1175.
104. Whelan, C. M.; Barnes, C. J.; Gregoire, C.; Pireaux, J. J. Surf. Sci. 2000, 454, 67.
105. Lavrich, D. J.; Wetterer, S. M.; Bernasek, S. L.; Scoles, G. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3456.
106. Wetterer, S. M.; Lavrich, D. J.; Cummings, T.; Bernasek, S. L.; Scoles, G. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 9266.
107. Leung, T. Y. B.; Gerstenberg, M. C.; Lavrich, D. J.; Scoles, G.; Schreiber, F.; Poirier, G. E. Langmuir 2000, 16, 549.
108. Leung, T. Y. B.; Schwartz, P.; Scoles, G.; Schreiber, F.; Ulman, A. Surf. Sci. 2000, 458, 34.
109. Kang, J.; Rowntree, P. A. Langmuir 1996, 12, 2813.
110. Truong, K. D.; Rowntree, P. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 19917.
111. Xiao, X. D.; Hu, J.; Charych, D. H.; Salmeron, M. Langmuir 1996, 12, 235.
112. Noy, A.; Frisbie, C. D.; Rozsnyai, L. F.; Wrighton, M. S.; Lieber, C. M. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 7943.
113. Salmeron, M. Tribol. Lett. 2001, 10, 69.
114. Kiely, J. D.; Houston, J. E.; Mulder, J. A.; Hsung, R. P.; Zhu, X. Y. Tribol. Lett. 1999, 7, 103.
115. Sachs, S. B.; Dudek, S. P.; Hsung, R. P.; Sita, L. R.; Smalley, J. F.; Newton, M. D.; Feldberg, S. W.; Chidsey, C. E. D. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10563.
116. Campbell, I. H.; Rubin, S.; Zawodzinski, T. A.; Kress, J. D.; Martin, R. L.; Smith, D. L.; Barashkov, N. N.; Ferraris, J. P. Phys. Rev. B 1996, 54, 14321.
117. Vilan, A.; Cahen, D. Trends Biotechnol. 2002, 20, 22.
118. Campbell, I. H.; Kress, J. D.; Martin, R. L.; Smith, D. L.; Barashkov, N. N.; Ferraris, J. P. Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 3528.
119. Vilan, A.; Shanzer, A.; Cahen, D. Nature 2000, 404, 166.
120. Tour, J. M.; Jones, L.; Pearson, D. L.; Lamba, J. J. S.; Burgin, T. P.; Whitesides, G. M.; Allara, D. L.; Parikh, A. N.; Atre, S. V. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 9529.
121. Tour, J. M.; Rawlett, A. M.; Kozaki, M.; Yao, Y. X.; Jagessar, R. C.; Dirk, S. M.; Price, D. W.; Reed, M. A.; Zhou, C. W.; Chen, J.; Wang, W. Y.; Campbell, I. Chem.-Eur. J. 2001, 7, 5118.
122. Hong, S.; Reifenberger, R.; Tian, W.; Datta, S.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P. Superlattices Microstruct. 2000, 28, 289.
123. Bumm, L. A.; Arnold, J. J.; Cygan, M. T.; Dunbar, T. D.; Burgin, T. P.; Jones, L.; Allara, D. L.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. Science 1996, 271, 1705.
124. Reed, M. A.; Zhou, C.; Muller, C. J.; Burgin, T. P.; Tour, J. M. Science 1997, 278, 252.
125. Tian, W. D.; Datta, S.; Hong, S. H.; Reifenberger, R.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2874.
126. Ishida, T.; Mizutani, W.; Choi, N.; Akiba, U.; Fujihira, M.; Tokumoto, H. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11680.
127. Ishida, T.; Mizutani, W.; Aya, Y.; Ogiso, H.; Sasaki, S.; Tokumoto, H. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5886.
128. Wold, D. J.; Haag, R.; Rampi, M. A.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2813.
129. Fan, F. R. F.; Yang, J. P.; Cai, L. T.; Price, D. W.; Dirk, S. M.; Kosynkin, D. V.; Yao, Y. X.; Rawlett, A. M.; Tour, J. M.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5550.
130. Kergueris, C.; Bourgoin, J. P.; Palacin, S.; Esteve, D.; Urbina, C.; Magoga, M.; Joachim, C. Phys. Rev. B 1999, 59, 12505.
131. Tao, Y. T.; Wu, C. C.; Eu, J. Y.; Lin, W. L. Langmuir 1997, 13, 4018.
132. Chang, S. C.; Chao, I.; Tao, Y. T. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 6792.
133. Sabatani, E.; Cohenboulakia, J.; Bruening, M.; Rubinstein, I. Langmuir 1993, 9, 2974.
134. Jung, H. H.; Do Won, Y.; Shin, S.; Kim, K. Langmuir 1999, 15, 1147.
135. Staub, R.; Toerker, M.; Fritz, T.; Schmitz-Hubsch, T.; Sellam, F.; Leo, K. Langmuir 1998, 14, 6693.
136. Duan, L. L.; Garrett, S. J. Langmuir 2001, 17, 2986.
137. Laibinis, P. E.; Whitesides, G. M.; Allara, D. L.; Tao, Y. T.; Parikh, A. N.; Nuzzo, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7152.
138. Walczak, M. M.; Chung, C. K.; Stole, S. M.; Widrig, C. A.; Porter, M. D. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2370.
139. Tao, Y. T.; Lee, M. T.; Chang, S. C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9547.
140. Rong, H. T.; Frey, S.; Yang, Y. J.; Zharnikov, M.; Buck, M.; Wuhn, M.; Woll, C.; Helmchen, G. Langmuir 2001, 17, 1582.
141. Heister, K.; Rong, H. T.; Buck, M.; Zharnikov, M.; Grunze, M.; Johansson, L. S. O. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6888.
142. Tour, J. M.; Reinerth, W. A.; Jones, L.; Burgin, T. P.; Zhou, C. W.; Muller, C. J.; Deshpande, M. R.; Reed, M. A. Recent Advances in Molecular Scale Electronics. In Molecular Electronics: Science and Technology, Annals of the New York Academy of Sciences 852; New York Academy of Sciences: New York, 1998; p 197.
143. Rampi, M. A.; Schueller, O. J. A.; Whitesides, G. M. Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 1781.
144. Gimzewski, J. K.; Moller, R. Phys. Rev. B 1987, 36, 1284.
145. Olesen, L.; Brandbyge, M.; Sorensen, M. R.; Jacobsen, K. W.; Laegsgaard, E.; Stensgaard, I.; Besenbacher, F. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 1485.
146. Olesen, L.; Laesgaard, E.; Stensgaard, I.; Besenbacher, F. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 1998, 66, S157.
147. Xue, Y. Q.; Datta, S.; Hong, S.; Reifenberger, R.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P. Phys. Rev. B 1999, 59, R7852.
148. Chen, J.; Reed, M. A.; Rawlett, A. M.; Tour, J. M. Science 1999, 286, 1550.
149. Haag, R.; Rampi, M. A.; Holmlin, R. E.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7895.
150. Wold, D. J.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5549.
151. Cui, X. D.; Zarate, X.; Tomfohr, J.; Sankey, O. F.; Primak, A.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D.; Harris, G.; Lindsay, S. M. Nanotechnology 2002, 13, 5.
152. Lyo, I. W.; Avouris, P. Science 1991, 253, 173.
153. Avouris, P.; Lyo, I. W. Appl. Surf. Sci. 1992, 60-61, 426.
154. Avouris, P.; Walkup, R. E.; Rossi, A. R.; Akpati, H. C.; Nordlander, P.; Shen, T. C.; Abeln, G. C.; Lyding, J. W. Surf. Sci. 1996, 363, 368.
155. Akpati, H. C.; Nordlander, P.; Lou, L.; Avouris, P. Surf. Sci. 1997, 372, 9.
156. Akpati, H. C.; Nordlander, P.; Lou, L.; Avouris, P. Surf. Sci. 1998, 401, 47.
157. Rezaei, M. A.; Stipe, B. C.; Ho, W. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4891.
158. Sellers, H.; Ulman, A.; Shnidman, Y.; Eilers, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9389.
159. Stipe, B. C.; Rezaei, M. A.; Ho, W.; Gao, S.; Persson, M.; Lundqvist, B. I. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 4410.
160. Ho, W. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 567.
161. Lorente, N.; Persson, M. Faraday Discuss. 2000, 277.