Strong effects of molecular structure on electron transport in carbon/molecule/copper electronic junctions

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 109, Issue 22, 2005, Pages 11163-11172

  Anariba, Franklin ^a   Steach, Jeremy K ^a   McCreery, Richard L ^a  

^a OHIO STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROCHEMICAL DEPOSITION; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRONIC JUNCTIONS; METALLIC CONTACTS;

ELECTROCHEMISTRY; ELECTRON TRANSITIONS; LANGMUIR BLODGETT FILMS; MOLECULAR STRUCTURE; MONOLAYERS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; REACTION KINETICS; SELF ASSEMBLY; TRANSPORT PROPERTIES;

SEMICONDUCTOR JUNCTIONS;

EID: 20744440171     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp051093f     Document Type: Article

References (120)

1. Zhou, C.; Deshpande, M. R.; Reed, M. A.; Jones, L.; Tour, J. M. Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 611.
2. Chang, S.-C.; Li, Z.; Lau, C. N.; Larade, B.; Williams, R. S. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3198.
3. Stewart, D. R.; Ohlberg, D. A. A.; Beck, P. A.; Chen, Y.; Williams, R. S.; Jeppesen, J. O.; Nielsen, K. A.; Stoddart, J. F. Nano Lett. 2004, 4, 133.
4. Chen, Y.; Ohlberg, D. A. A.; Li, X.; Stewart, D. R.; Williams, R. S.; Jeppesen, J. O.; Nielsen, K. A.; Stoddart, J. F.; Olynick, D. L.; Andersen, E. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 1610.
5. Chen, Y.; Jung, G.-Y.; Ohlberg, D. A. A.; Li, X.; Stewart, D. R.; Jeppesen, J. O.; Nielsen, K. A.; Stoddart, J. F.; Williams, R. S. Nanotechnology 2003, 14, 462.
6. Jaiswal, A.; Amaresh, R. R.; Lakshmikantham, M. V.; Honciuc, A.; Cava, M. P.; Metzger, R. M. Langmuir 2003, 19, 9043.
7. Slowinski, K.; Majda, M. J. Electroanal. Chem. 2000, 491, 139.
8. Holmlin, R. E.; Haag, R.; Chabinyc, M. L.; Ismagilov, R. F.; Cohen, A. E.; Terfort, A.; Rampi, M. A.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5075.
9. Rampi, M. A.; Whitesides, G. M. Chem. Phys. 2002, 281, 373.
10. Haag, R.; Rampi, M. A.; Holmlin, R. E.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7895.
11. Slowinski, K.; Fong, H. K. Y.; Majda, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7257.
12. Tran, E.; Rampi, M. A.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 3835.
13. Chen, J.; Calvet, L. C.; Reed, M. A.; Carr, D. W.; Grubisha, D. S.; Bennett, D. W. Chem. Phys. Lett. 1999, 313, 741.
14. Chen, J.; Reed, M. A.; Rawlett, A. M.; Tour, J. M. Science 1999, 286, 1550.
15. Mbindyo, J. K.; Mallouk, T. E.; Mattzela, J. B.; Kratochviloba, J.; Razavi, B.; Jackson, T. N.; Mayer, T. S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4020.
16. Cai, L. T.; Skulason, H.; Kushmerick, J. G.; Pollack, S. K.; Naciri, J.; Shashidhar, R.; Allara, D. L.; Mallouk, T. E.; Mayer, T. S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2827.
17. Kushmerick, J. G.; Allara, D. L.; Mallouk, T. E.; Mayer, T. S. MRS Bull. 2004, 396.
18. Cui, X. D.; Primak, A.; Zarate, X.; Tomfohr, J.; Sankey, O. F.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D.; Harris, G.; Lindsay, S. M. Science 2001, 294, 571.
19. Wold, D. J.; Haag, R.; Rampi, M. A.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2813.
20. Cygan, M. T.; Dunbar, T. D.; Arnold, J. J.; Bumm, L. A.; Shedlock, N. F.; Burgin, T. P.; Jones, L.; Allara, D. L.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2721.
21. McCarty, G. S.; Weiss, P. S. Chem. Rev. 1999, 99, 1983.
22. 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.
23. Cui, X. D.; Primak, A.; Zarate, X.; Tomfohr, J.; Sankey, O. F.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D.; Nagahara, L. A.; Lindsay, S. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8604.
24. Ramachandran, G. K.; Hopson, T. J.; Rawlett, A. M.; Nagahara, L. A.; Primak, A.; Lindsay, S. M. Science 2003, 300, 1413.
25. Ramachandran, G. K.; Tomfohr, J. K.; Sankey, O. F.; Li, J.; Zarate, X.; Primak, A.; Terazano, Y.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Gust, D.; Nagahara, L. A.; Lindsay, S. M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6162.
26. Collier, C. P.; Mattersteig, G.; Wong, E. W.; Luo, Y.; Beverly, K.; Sampaio, J.; Raymo, F. M.; Stoddart, J. F.; Heath, J. R. Science 2000, 289, 1172.
27. Metzger, R. M.; Xu, T.; Peterson, I. R. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7280.
28. Metzger, R. M.; Chen, B.; Hopfner, U.; Lakshmikantham, M. V.; Vuillaume, D.; Kawai, T.; Wu, X.; Tachibana, H.; Hughes, T. V.; Sakurai, H.; Baldwin, J. W.; Hosch, C.; Cava, M. P.; Brehmer, L.; Ashwell, G. J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10455.
29. Chen, B.; Metzger, R. M. J. Phys. Chem. 1999, 103, 4447.
30. Stewart, M. P.; Maya, F.; Kosynkin, D. V.; Dirk, S. M.; Stapleton, J. J.; McGuiness, C. L.; Allara, D. L.; Tour, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 370.
31. Wong, E. W.; Collier, C. P.; Behloradsky, M.; Raymo, F. M.; Stoddart, J. F.; Heath, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5831.
32. Melosh, N. A.; Boukai, A.; Diana, F.; Gerardot, B.; Badolato, A.; Petroff, P. M.; Heath, J. R. Science 2003, 300, 112.
33. Collier, C. P.; Jeppesen, J. O.; Luo, Y.; Perkins, J.; Wong, E. W.; Heath, J. R.; Stoddart, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12632.
34. Rueckes, T.; Kim, K.; Joselevich, E.; Tseng, G. Y.; Cheung, C.; Lieber, C. M. Science 2000, 289, 94.
35. Huang, Y.; Duan, X.; Wei, Q.; Lieber, C. M. Science 2001, 291, 630.
36. Selzer, Y.; Cabassi, M. A.; Mayer, T. S.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4052.
37. Xiao, X.; Xu, B.; Tao, N. Nano Lett. 2004, 4, 267.
38. Xiao, X.; Xu, B.; Tao, N. J. Nano Lett. 2004, 4, 267.
39. Xu, B.; Tao, N. J. Science 2003, 301, 1221.
40. Weiss, E. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3639.
41. Segal, D.; Nitzan, A.; Davis, W. B.; Wasielewski, M. R.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3817.
42. Lewis, F. D.; Liu, J.; Zuo, X.; Hayes, R. T.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4850.
43. Davis, W. B.; Svec, W. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. Nature 1998, 396, 60.
44. 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.
45. Weber, K.; Hockett, L.; Creager, S. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8286.
46. Creager, S.; Yu, C. J.; Bamdad, C.; O'Connor, S.; MacLean, T.; Lam, E.; Chong, Y.; Olsen, G. T.; Luo, J.; Gozin, M.; Kayyem, J. F. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1059.
47. Sumner, J. J.; Weber, K. S.; Hockett, L. A.; Creager, S. E. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 7449.
48. Smalley, J. F.; Finkea, H. O.; Chidsey, C. E. D.; Linford, M. R.; Creager, S. E.; Ferraris, J. P.; Chalfant, K.; Zawodzinsk, T.; Feldberg, S. W.; Newton, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2004.
49. Liu, B.; Bard, A. J.; Mirkin, M. V.; Creager, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1485.
50. Fan, F.-R. F.; Yang, J.; Dirk, S. M.; Price, D. W.; Kosynkin, D.; Tour, J. M.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2454.
51. Fan, F.-R. F.; Yang, J.; Cai, L.; Price, D. W.; Dirk, S. M.; Kosynkin, D.; Yao, Y.; Rawlett, A. M.; Tour, J. M.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5550.
52. Fan, F.-R. F.; Lai, R. Y.; Corail, J.; Karzazi, Y.; Brédas, J.-L.; Cai, L.; Cheng, L.; Yao, Y.; David W. Price, J.; Dirk, S. M.; Tour, J. M.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2568.
53. Fan, F.-R. F.; Yao, Y.; Cai, L.; Cheng, L.; Tour, J. M.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4035.
54. Engelkes, V. B.-. Beebe, J. M.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, ASAP.
55. Rawlett, A. M.; Hopson, T. J.; Nagahara, L. A.; Tsui, R. K.; Ramachandran, G. K.; Lindsay, S. M. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3043.
56. Lee, J.-O.; Lientschnig, G.; Wiertz, F.; Struijk, M.; Janssen, R. A.; Egberink, R.; Reinhoudt, D.; Hadley, P.; Dekker, C. Nano Lett. 2003, 3, 113.
57. Haynie, B. C.; Walker, A. V.; Tighe, T. B.; Allara, D. L.; Winograd, N. Appl. Surf. Sci. 2003, 203-204, 433.
58. Fisher, G. L.; Walker, A. V.; Hooper, A. E.; Tighe, T. B.; Bahnck, K. B.; Skriba, H. T.; Reinard, M. D.; Haynie, B. C.; Opila, R. L.; Winograd, N.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5528.
59. Fisher, G. L.; Hooper, A. E.; Opila, R. L.; Jung, D. R.; Allara, D. L.; Winograd, N. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3267.
60. Fisher, G. L.; Hooper, A.; Opila, R. L.; Jung, D. R.; Allara, D. L.; Winograd, N. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1999, 98-99, 139.
61. Hooper, A.; Fisher, G. L.; Konstadinidis, K.; Jung, D.; Nguyen, H.; Opila, R.; Collins, R. W.; Winograd, N.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8052.
62. Ranganathan, S.; Steidel, I.; Anariba, F.; McCreery, R. L. Nano Lett. 2001, 1, 491.
63. Solak, A. O.; Ranganathan, S.; Itoh, T.; McCreery, R. L. Electrochem. Solid State Lett. 2002, 5, E43.
64. Anariba, F.; McCreery, R. L. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10355.
65. McCreery, R. L.; Dieringer, J.; Solak, A. O.; Snyder, B.; Nowak, A.; McGovern, W. R.; DuVall, S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10748.
66. McCreery, R.; Dieringer, J.; Solak, A. O.; Snyder, B.; Nowak, A. M.; McGovern, W. R.; DuVall, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6200.
67. Nowak, A.; McCreery, R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16621.
68. McGovern, W. R.; Anariba, F.; McCreery, R. L. J. Electrochem. Soc., in press.
69. Nowak, A. M.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 2004, 76, 1089.
70. McCreery, R. Special Issue: Molecular Electronics. Electrochem. Soc. Interface 2004, 13, 46.
71. Kostecki, R.; Schnyder, B.; Alliata, D.; Song, X.; Kinoshita, K.; Kotz, R. Thin Solid Films 2001, 396, 36.
72. Kostecki, R.; Song, X.; Kinoshita, K. Electrochem. Solid State Lett. 1999, 2, 465.
73. Ranganathan, S.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 2001, 73, 893.
74. Ranganathan, S. Preparation, Modification and Characterization of a Novel Carbon Electrode Material for Applications in Electrochemistry and Molecular Electronics. Ph.D. Thesis, The Ohio State University, Columbus, OH, 2001.
75. Adenier, A.; Bernard, M.-C.; Chehimi, M. M.; Cabet-Deliry, E.; Desbat, B.; Fagebaume, O.; Pinson, J.; Podvorica, F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4541.
76. Allongue, P.; Delamar, M.; Desbat, B.; Fagebaume, O.; Hitmi, R.; Pinson, J.; Saveant, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 201.
77. Andrieux, C. P.; Pinson, J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14801.
78. Bernard, M.-C.; Chausse, A.; Cabet-Deliry, E.; Chehimi, M. M.; Pinson, J.; Podvorica, F.; Vautrin-Ul, C. Chem. Mater. 2003, 15, 3450.
79. Boukerma, K.; Chehimi, M. M.; Pinson, J.; Blomfield, C. Langmuir 2003, 19, 6333.
80. Chausse, A.; Chehimi, M. M.; Karsi, N.; Pinson, J.; Podvorica, F.; Vautrin-Ul, C. Chem. Mater. 2002, 14, 392.
81. Coulon, E.; Pinson, J.; Bourzat, J.-D.; Commercon, A.; Pulicani, J.-P. J. Org. Chem. 2002, 67, 8513.
82. Coulon, E.; Pinson, J.; Bourzat, J.-D.; Commercon, A.; Pulicani, J.-P.; Langmuir 2002, 17, 7102.
83. de Villeneuve, C. H.; Pinson, J.; Bernard, M. C.; Allongue, P. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2415.
84. Delamar, M.; Desarmot, G.; Fagebaume, O.; Hitmi, R.; Pinson, J.; Saveant, J. Carbon 1997, 35, 801.
85. Delamar, M.; Hitmi, R.; Pinson, J.; Saveant, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5883.
86. Toupin, M.; Brousse, T.; Belanger, D. Chem. Mater. 2004, 16, 3184.
87. Ortiz, B.; Saby, C.; Champagne, G. Y.; Belanger, D. J. Electroanal. Chem. 1998, 455, 75.
88. Saby, C.; Ortiz, B.; Champagne, G. Y.; Belanger, D. Langmuir 1997, 13, 6805.
89. Brooksby, P. A.; Downard, A. J. Langmuir 2004, 20, 5038.
90. Downard, A. J. Electroanalysis 2000, 12, 1085.
91. Downard, A. J. Langmuir 2000, 16, 9680.
92. Liu, Y.-C.; McCreery, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11254.
93. Liu, Y.-C.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 1997, 69, 2091.
94. Anariba, F.; DuVall, S. H.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 2003, 75, 3837.
95. Kushmerick, J. G.; Holt, D. B.; Yang, J. C.; Naciri, J.; Moore, M. H.; Shashidhar, R. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 086802.
96. McAlpine, M. C.; Friedman, R. S.; Jin, S.; Lin, K.-h.; Wang, W. U.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2003, 3, 1531.
97. Ranganathan, S.; McCreery, R. L.; Majji, S. M.; Madou, M. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 277.
98. Kariuki, J. K.; McDermott, M. T. Langmuir 1999, 15, 6534.
99. Kariuki, J. K.; McDermott, M. T. Langmuir 2001, 17, 5947.
100. Combellas, C.; Kanoufi, F.; Pinson, J.; Podvorica, F. Langmuir 2005, 21, 280.
101. Lindsay, S. M. Interface 2004, 13.
102. Yang, H.-H. The Effects of Modified Glassy Carbon Surfaces on Electron-Transfer Kinetics of Organic Redox Systems. The Ohio State University, Columbus, OH, 2000.
103. Yang, H.-H.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 1999, 71, 4081.
104. He, J.; Chen, F.; Li, J.; Sankey, O.; Terazono, Y.; Herroro, C.; Gust, D.; Moore, T.; Moore, A. L.; Lindsay, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1384.
105. Metzger, R. M.; Baldwin, J. W.; Shumate, W. J.; Peterson, I. R.; Mani, P.; Mankey, G. J.; Morris, T.; Szulczewski, G.; Bosi, S.; Prato, M.; Commito, A.; Rubin, Y. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1021.
106. Weast, R. C. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 66th ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1985.
107. McCreery, R. Chem. Mater. 2004, 16, 4477.
108. Nitzan, A.; Ratner, M. A. Science 2003, 300, 1384.
109. Heath, J. R.; Ratner, M. A. Phys. Today 2003, 56, 43.
110. Mujica, V.; Ratner, M. A. Chem. Phys. 2001, 264, 365.
111. Yaliraki, S. N.; Roitberg, A. E.; Gonzalez, C.; Mujica, V.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1999, 111, 6997.
112. Jortner, J.; Ratner, M. Molecular Electronics; Blackwell Science Ltd.: Berlin, 1997.
113. Molecular Nanoelectronics; Reed, M. A., Lee, T., Eds.; American Scientific Publishers: Stevenson Ranch, CA, 2003.
114. Reed, M. A.; Zhou, C.; Muller, C. J.; Burgin, T. P.; Tour, J. M. Science 1997, 278, 252.
115. York, R. L.; Slowinski, K. J. Electroanal. Chem 2003, 550-551, 327.
116. Simmons, J. G. DC Conduction in Thin Films; Mills and Boon Ltd.: London, 1971.
117. Mujica, V.; Kemp, M.; Roitberg, A.; Ratner, M. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7296.
118. Mujica, V.; Roitberg, A. E.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 2000, 112, 6834.
119. Nitzan, A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 681.
120. Berlin, Y. A.; Hutchison, G. R.; Rempala, P.; Ratner, M. A.; Michl, J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3970.