Electric field induced switching behaviors of monolayer-modified silicon surfaces: Surface designs and molecular dynamics simulations

Journal of the American Chemical Society

Volumn 127, Issue 18, 2005, Pages 6802-6813

  Pei, Yong ^a   Ma, Jing ^a  

^a NANJING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACETONITRILE; CHEMICAL MODIFICATION; COMPUTER SIMULATION; CONFORMATIONS; ELECTRIC FIELD EFFECTS; ELECTROLYTES; HYDRATION; HYDROPHILICITY; HYDROPHOBICITY; IONIC STRENGTH; MOLECULAR DYNAMICS; MONOLAYERS; SURFACE CHEMISTRY; SWITCHING; THERMODYNAMICS;

CONFORMATIONAL SWITCHING; MOLE FRACTION; MOLECULAR DYNAMICS (MD) SIMULATION; SURFACE DESIGNS;

SILICON;

SILICON;

ARTICLE; CHEMICAL ANALYSIS; CHEMICAL STRUCTURE; CONFORMATIONAL TRANSITION; ELECTRIC FIELD; HYDROPHILICITY; HYDROPHOBICITY; MOLECULAR DYNAMICS; SIMULATION; STEREOSPECIFICITY; THERMODYNAMICS; WETTABILITY;

EID: 18644371208     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja045506m     Document Type: Article

References (96)

1. Russell, T. P. Science 2002, 297, 964-967.
2. Nath, N.; Chilkoti, A. Adv. Mater. 2002, 14, 1243-1247.
3. Lahann, J.; Mitragotri, S.; Tran, T. N.; Kaido, H.; Sundaram, J.; Choi, I. S.; Hoffer, S.; Somorjai, G. A.; Langer, R. Science 2003, 299, 371-374.
4. Krupenkin, T. N.; Taylor, J. A.; Schneider, T. M.; Yang, S. Langmuir 2004, 20, 3824-3827.
5. Abbott, N. L.; Gorman, C. B.; Whitesides, G. M. Langmuir 1995, 11, 16-18.
6. Luk, Y.-Y.; Abbott, N. L. Science 2003, 301, 623-626.
7. Lendlein, A.; Langer, R. Science 2002, 296, 1673-1676.
8. Khongtong, S.; Ferguson, G. S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7254-7255.
9. Matthews, J. R.; Tuncel, D.; Jacobs, R. M. J.; Bain, C. D.; Anderson, H. L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6428-6433.
10. Feng, X.; Feng, L.; Jin, M.; Zhai, J.; Jiang, L.; Zhu, D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 62-63.
11. Ichimura, K.; Oh, S.-K.; Nakagawa, M. Science 2000, 288, 1624-1626.
12. Dabrowski, J.; Mussig, H.-J. Silicon Surfaces and Formation of Interfaces; World Scientific: Singapore, 2003.
13. For example, see: (a) Buriak, J. M. Chem. Rev. 2002, 102, 1271-1308;
14. Buriak, J. M. Chem. Commun. 1999, 1051-1060.
15. (b) Sieval, A. B.; Linke, R.; Zuilhof, H.; Sudhölter, E. J. R. Adv. Mater. 2000, 12, 1457-1460.
16. (c) Wayner, D. D. M.; Wolkow, R. A. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2002, 2, 23-34.
17. Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533-1554.
18. Linford, M. R.; Chidsey, C. E. D. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12631-12632;
19. Linford, M. R., Fenter, P.; Eisenberger, P. M., Chidsey, C. E. D. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 3145-3155.
20. Bateman J. E.; Eagling, R. D.; Horrocks, B. R.; Houlton, A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5557-5565.
21. Sieval, A. B.; Demirel, A. L.; Nissink, J. W. M.; Linford, M. R.; van der Maas, J. H.; de Jeu, W. H.; Zuilhof, H. Langmuir 1998, 14, 1759-1768.
22. Sieval, A. B.; Vleeming, V.; Zuilhof, H.; Sudhölter, E. J. R. Langmuir 1999, 15, 8288-8291.
23. Sieval, A. B.; Opitz, R.; Maas, H. P. A.; Schoeman, M. G.; Meijer, G.; Vergeldt, F. J.; Zuilhof, H.; Sudhölter, E. J. R. Langmuir 2000, 16, 10359-10368.
24. Sung, M. M.; Kluth, G. J.; Yauw, O. W.; Maboudian, R. Langmuir 1997, 13, 6164-6168.
25. Boukherroub, R.; Morin, S.; Wayner, D. D. M.; Bensebaa, F.; Sproule, G. I.; Baribeau, J.-M.; Lockwood, D. J. Chem. Mater. 2001, 13, 2002.
26. Boukherroub, R.; Sharpe, S. M. P.; Wayner, D. D. M.; Allongue, P. Langmuir 2000, 16, 7429-7434.
27. Buriak, J. M.; Allen, M. J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1339-1340.
28. Buriak, J. M.; Stewart, M. P.; Geders, T. W.; Allen, M. J.; Choi, H. C.; Smith, J.; Raftery, D.; Canham, L. T. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11491.
29. Webb, L. J.; Lewis, N. S. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5404-5412.
30. Cicero, R. L.; Chidsey, C. E. D.; Lopinski, G. P.; Wayner, D. D. M.; Wolkow, R. A. Langmuir 2002, 18, 305-307.
31. Linford, M. R.; Chidsey, C. E. D. Langmuir 2002, 18, 6217-6221.
32. Cicero, R. L.; Lopinski, G. P.; Chidsey, C. E. D. Langmuir 2000, 16, 5688-5695.
33. Effenberger, F.; Götz, G.; Bidlingmaier, B.; Wezstein, M. Angew. Chem, Int. Ed. Engl. 1998, 37, 2462-2464.
34. Terry, J.; Linford, M. R.; Wigren, C. R.; Cao, Y.; Pianetta, P.; Chidsey, C. E. D. Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 1056-1058.
35. Stewart, M. P.; Buriak, J. M. Angew. Chem, Int. Ed. Engl. 1998, 37, 3257-3260.
36. Stewart, M. P.; Buriak, J. M. Adv. Mater. 2000, 12, 859-869.
37. Song, J. H.; Sailor, M. J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2376-2381
38. Bateman, J. E.; Eagling, R. D.; Worrall, D. R.; Horrocks, B. R.; Houlton, A. Angew. Chem, Int. Ed. Engl. 1998, 37, 2683-2685.
39. Boukherroub, R.; Wayner, D. D. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11513-11515.
40. Vanderah, D. J.; La, H.; Naff, J.; Silin, V.; Rubinson, K. A. J. Am Chem. Soc. 2004, 126, 13639-13641.
41. Strother, T.; Cai, W.; Zhao, X.; Hamers, R. J.; Smith, L. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1205-1209.
42. Mitsuya, M.; Sugita, N. Langmuir 1997, 13, 7075-7079.
43. Gershevitz, O.; Sukenik, C. N. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 482-483.
44. Liu, Y.-J.; Navasero, N. M.; Yu, H.-Z. Langmuir 2004, 20, 4039-4050.
45. Wojtyk, J. T. C.; Morin, K. A.; Boukherroub, R.; Wayner, D. D. M. Langmuir 2002, 18, 6081-6087.
46. Sieval, A. B.; Linke, R.; Heij, G.; Meijer, G.; Zuilhof, H.; Sudhölter, E. J. R. Langmuir 2001, 17, 7554-7559.
47. For example, see: (a) Holmes-Farley, S. R.; Reamey, R. H.; McCarthy, T. J.; Deutch, J.; Whitesides, G. M. Langmuir 1985, 1, 725-740.
48. (b) Holmes-Farley, S. R.; Bain, C. D.; Whitesides, G. M. Langmuir 1988, 4, 921-937.
49. (c) Bain, C. D.; Whitesides, G. M. Langmuir 1989, 5, 1370-1378.
50. (d) Holmes-Farley, S. R.; Whitesides, G. M. Langmuir 1987, 3, 62-76.
51. For examples, see: (a) Haller, I. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 8050-8055.
52. (b) Pomerantz, M.; Segmuller, A.; Netzer, L.; Sagiv, J. Thin Solid Films 1985, 132, 153-162.
53. (c) Wasserman, S. R.; Tao, Y. T.; Whitesides, G. M. Langmuir 1989, 5, 1074-1087.
54. For examples, see: (a) Nuzzo, R. G.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4481-4483.
55. (b) Porter, M. D.; Bright, T. B.; Allara, D. L.; Chidsey C. E. D. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3559-3568.
56. (c) Laibinis, P. E.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 1990-1995.
57. For examples, see: (a) Lee, T. R.; Carey, R. L.; Biebuyck, H. A.; Whitesides, G. M. Langmuir 1994, 10, 741-749.
58. (b) Cheng S. S.; Scherson, D. A.; Sukenik, C. N. Langmuir 1995, 11, 1190-1195.
59. (c) Li, T. T.-T.; Weaver, M. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 6107.
60. (d) Turyan, I.; Mandler, D. Anal. Chem. 1994, 66, 58.
61. Konek, C. T.; Musorrafiti, M. J.; Al-Abadleh, H. A.; Bertin, P. A.; Nguyen, S. T.; Geiger, F. Z. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11754-11755.
62. Vemparala, S.; Kalia, R. K.; Nakano, A.; Vashishta, P. J. Chem. Phys. 2004, 121, 5427-5433.
63. Pei, Y.; Ma, J.; Jiang, Y. Langmuir 2003, 19, 7652-7661.
64. (a) Sieval, A. B.; van der Hout, B.; Zuilhof, H.; Sudhölter, E. J. R. Langmuir 2000, 16, 2987-2990.
65. (b) Sieval, A. B.; van der Hout, B.; Zuilhof, H.; Sudhölter, E. J. R. Langmuir 2001, 17, 2172-2181.
66. Zhang, L.; Wesley, K.; Jiang, S. Langmuir 2001, 17, 6275-6281.
67. Yuan, S.; Cai, Z.; Jiang, Y. New J. Chem. 2003, 27, 626-633.
68. Allen, M. P.; Tildesley, D. J. Computational Simulation of Liquids; Oxford: New York, 1987.
69. Dauber-Osguthorpe, P.; Roberts, V. A.; Osguthorpe, D. J.; Wolff, J. Genest, M.; Hagler, A. T. Proteins: Strucr. Funct. Genet. 1988, 4, 3147.
70. Hwang, M. J.; Stockfisch, T. P.; Hagler, A. T. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 2515-2525.
71. Ryckaert, J. P.; Bellemans, A. J. Chem. Soc., Faraday Discuss. 1978, 66, 95.
72. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225-11236.
73. Martin, M. G.; Siepmann, J. I. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2569-2577.
74. Smith, J. C.; Karplus, M J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 801-812.
75. 2, Molecular Simulation Inc., version 3.5, 1997.
76. Shin, S.; Collazo, N.; Rice, S. A. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1352-1366.
77. Rappé, A. K.; Casewit, C. J.; Colwell, K. S.; Goddard, W. A., III; Skiff, W. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10024-10035;
78. Castongauy, L. A.; Rappé, A. K. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5832-5842;
79. Rappé, A. K.; Colwell, K. S.; Casewit, C. J. Inorg. Chem. 1993, 32, 3438-3450
80. Nosé, S. Mole. Phys. 1984, 52, 255-268;
81. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695-1697.
82. Goddard, E. D. Adv. Collid. Interface Sci. 1974, 4, 45.
83. Creager, S. E.; Clarke, J. Langmuir 1994, 10, 3675-3683.
84. Archibald, D. D.; Qadri, S. B.; Gaber, B. P. Langmuir 1996, 12, 538-546.
85. Hu, K.; Bard, A. J. Langmuir 1997, 13, 5114-5119.
86. Lochhead, M. J.; Letellier, S. R.; Vogel, V. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10821-10827.
87. For example, see: (a) Hartnig, C.; Koper, M. T. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9840-9845.
88. (b) Dzubiella, J.; Allen, R. J.; Hansen J.-P. J. Chem. Phys. 2004, 120, 5001-5004.
89. Aydogan, N.; Gallardo, B. S.; Abbott, N. L. Langmuir 1999, 15, 722-730.
90. trans,1-2 = 10.2 kJ/mol.
91. Conway, B. E. J. Solution Chem. 1978, 7, 721.
92. Macrus, Y.; Kamlet, M. J.; Taft, R. W. J. Phys. Chem. 1988, 92, 3613.
93. For example, see: (a) Krafft, M. P.; Goldmann, M. Curr. Opin. In Colloid & Interface Sci. 2003, 8, 243-250.
94. (b) Bates, T. W.; Stockmayer, W. H. Macromolecules 1968, 17-24.
95. (c) Pflaum, J.; Bracco, G.; Schreiber, F.; Colorado, R., Jr.; Shmakova, O. E.; Lee, T. R.; Scoles, G.; Kahn, A. Surface Science 2002, 498, 89-104.
96. (d) Weinstein, R. D.; Moriarty, J.; Cushnie, E.; Colorado, R.; Lee, T. R.; Patel, M.; Alesi, W. R.; Jennings, G. K. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 11626-11632.