Physicochemical evaluation of the hot-injection method, a synthesis route for monodisperse nanocrystals

Small

Volumn 1, Issue 12, 2005, Pages 1152-1162

  De Mello Donegá, Celso ^a   Liljeroth, Peter ^a   Vanmaekelbergh, Daniel ^a  

^a UTRECHT UNIVERSITY   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CRYSTAL GROWTH; LUMINESCENCE; MAGNETIC PROPERTIES; NANOSTRUCTURED MATERIALS; NANOTECHNOLOGY; NUCLEATION; SEMICONDUCTOR MATERIALS;

CLASSICAL NUCLEATION THEORY; HOT-INJECTION METHOD; NANOSCIENCE; SIZE-DEPENDENT OPTICAL;

PHYSICAL CHEMISTRY;

CADMIUM DERIVATIVE; CADMIUM SELENIDE; NANOPARTICLE; QUANTUM DOT; SELENIUM DERIVATIVE;

CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; ELECTROCHEMISTRY; HEAT; INSTRUMENTATION; KINETICS; METHODOLOGY; NANOTECHNOLOGY; PHYSICAL CHEMISTRY; REVIEW; SEMICONDUCTOR; SURFACE PROPERTY; TEMPERATURE; THERMODYNAMICS; ULTRAVIOLET RADIATION;

CADMIUM COMPOUNDS; CHEMISTRY, PHYSICAL; ELECTROCHEMISTRY; HEAT; KINETICS; MODELS, CHEMICAL; NANOPARTICLES; NANOTECHNOLOGY; QUANTUM DOTS; SELENIUM COMPOUNDS; SEMICONDUCTORS; SURFACE PROPERTIES; TEMPERATURE; THERMODYNAMICS; ULTRAVIOLET RAYS;

EID: 33745454784     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.200500239     Document Type: Review

References (137)

1. For reviews on the preparation and photochemical properties of semiconductor colloidal nanoparticles, see: a) H. Weller, Angew. Chem. 1993, 105, 43;
2. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1993, 32, 41;
3. b) A. Henglein, Chem. Rev. 1989, 89, 1861;
4. c) A. Hagfeldt, M. Grätzel, Chem. Rev. 1995, 95, 49.
5. For a review on the size-dependent properties and structure of semiconductor nanocrystals, see: d) A. P. Alivisatos, J. Phys. Chem. 1996, 100, 13 226.
6. a) R. Rossetti, S. Nakahara, L. E. Brus, J. Chem. Phys. 1983, 79, 1086;
7. b) L. Brus, J. Phys. Chem. 1986, 90, 2555;
8. c) A. I. Ekimov, A. A. Orushchenko, Sov. Phys. Semicond. 1982, 16, 775;
9. d)Al. L. Efros, A. L. Efros, Sov. Phys. Semicond. 1982, 16, 772.
10. C. B. Murray, D. J. Norris, M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706.
11. a) M. A. El-Sayed, Acc. Chem. Res. 2004, 37, 326;
12. b) C. Burda, X. Chen, R. Narayanan, M. A. El-Sayed, Chem. Rev. 2005, 105, 1025;
13. c) M.-C. Daniel, D. Astruc, Chem. Rev. 2004, 104, 293;
14. d) A. L. Rogach, D. V. Talapin, H. Weller in Colloids and Colloid Assemblies (Ed.: F. Caruso), Wiley-VCH, Weinheim, 2004, p. 52;
15. e) A. Eychmueller, J. Nanopart. Res. 2004, 6, 50-79;
16. f) T. Pellegrino, S. Kudera, T. Liedl, A. M. Javier, L. Manna, W. J. Parak, Small 2005, 1, 48;
17. g) X. Michalet, F. F. Pinaud, L. A. Bentolila, J. M. Tsay, S. Doose, J. J. Li, G. Sundaresan, A. M. Wu, S. S. Gambhir, S. Weiss, Science 2005, 307, 538.
18. a) M. L. Steigerwald, A. P. Alivisatos, J. M. Gibson, T. D. Harris, R. Kortan, A. J. Muller, A. M. Thayer, T. M. Duncan, D. C. Douglass, L. E. Brus, J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 3046;
19. b) M. G. Bawendi, A. R. Kortan, M. L. Steigerwald, L. E. Brus, J. Chem. Phys. 1989, 91, 7282;
20. c) M. G. Bawendi, P. J. Carroll, W. L. Wilson, L. E. Brus, J. Chem. Phys. 1992, 96, 946.
21. a) D. V. Talapin, A. L. Rogach, A. Kornowski, M. Haase, H. Weller, Nano Lett. 2001, 1, 207;
22. b) L. Qu, X. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2049.
23. C. de Mello Donegá, S. G. Hickey, S. F. Wuister, D. Vanmaekelbergh, A. Meijerink, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 489.
24. V. K. LaMer, R. H. Dinegar, J. Am. Chem. Soc. 1950, 72, 4847.
25. a) P. Debye, Ann. N. Y. Acad. Sci. 1949, 51, 575;
26. b) P. Debye, J. Coll. Sci. 1948, 3, 407.
27. a) D. J. Turnbull, J. C. Fisher, J. Chem. Phys. 1949, 17, 71;
28. b) H. Yükselici, P. D. Persans, T. M. Hayes, Phys. Rev. B, 1995, 52, 11 763;
29. c) D. W. Oxtoby, Acc. Chem. Res. 1998, 31, 91.
30. C. R. Bullen, P. Mulvaney, Nano Lett. 2004, 4, 2303.
31. a) J. E. Bowen Katari, V. L. Colvin, A. P. Alivisatos, J. Phys. Chem. 1994, 98, 4109;
32. b) J. J. Li, Y. A. Wang, W. Guo, J. C. Keay, T. D. Mishima, M. B. Johnson, X. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12 567;
33. c) M. A. Hines, P. Guyot-Sionnest, J. Phys. Chem. 1996, 100, 468;
34. d) B. O. Dabbousi, J. Rodriguez-Viejo, F.V. Mikulec, J. R. Heine, H. Mattoussi, R. Ober, K. F. Jensen, M. G. Bawendi, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 9463;
35. e) X. Peng, M. C. Schlamp, A.V. Kadavanich, A. P. Alivisatos, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7019;
36. f) P. Reiss, J. Bleuse, A. Pron, Nano Lett. 2002, 2, 781;
37. g) D.V. Talapin, I. Mekis, S. Gotzinger, A. Kornowski, O. Benson, H. Weller, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18 826;
38. h) L. Qu, Z. A. Peng, X. Peng, Nano Lett. 2001, 1, 333;
39. i) L. Manna, E. Scher, A. P. Alivisatos, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12 700;
40. j) X. Peng, Adv. Mater. 2003, 15, 459;
41. k) D.V. Talapin, E.V. Shevchenko, C. B. Murray, A. Kornowski, S. Forster, H. Weller, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12 984;
42. l) M. Kazes, D. Y. Lewis, Y. Ebenstein, T. Mokari, U. Banin, Adv. Mater. 2002, 14, 317;
43. m) R. Xie, U. Kolb, J. Li, T. Basché, A. Mews, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7480;
44. n) M. B. Mohamed, D. Tonti, A. Al-Salman, A. Chemseddine, M. Chergui, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10 533.
45. a) J. S. Steckel, J. P. Zimmer, S. Coe-Sullivan, N. E. Stott, V. Bulovic, M. G. Bawendi, Angew. Chem. 2004, 116, 2206;
46. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2154;
47. b) D. V. Talapin, S. Haubold, A. L. Rogach, A. Kornowski, M. Haase, H. Weller, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2260;
48. c) W. W. Yu, Y. A. Wang, X. Peng, Chem. Mater. 2003, 15, 4300;
49. d) X. Zhong, M. Han, Z. Dong, T. J. White, W. Knoll, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8589;
50. e) R. E. Bailey, S. Nie, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7100;
51. f) M. A. Hines, P. Guyot-Sionnest, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3655;
52. g) M. Shim, P. Guyot-Sionnest, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11 651;
53. h) M. A. Hines, G. D. Scholes, Adv. Mater. 2003, 15, 1844;
54. i) C. B. Murray, S. Sun, W. Gaschler, H. Doyle, T. A. Betley, C. R. Kagan, IBM J. Res. Dev. 2001, 45, 47;
55. j) B. L. Wehrenberg, C. Wang, P. Guyot-Sionnest, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10 634;
56. k) E. Lifshitz, M. Bashouti, V. Kloper, A. Kigel, M. S. Eisen, S. Berger, Nano Lett. 2003, 3, 857;
57. l) S. Sun, C. B. Murray, D. Weller, L. Folks, A. Moser, Science 2000, 287, 1989;
58. m) W. Lu, J. Fang, K. L. Stokes, J. Lin, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11 798;
59. n) D. V. Talapin, N. Gaponik, H. Borchert, A. L. Rogach, M. Haase, H. Weller, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12 659;
60. o) S. P. Ahrenkiel, O. I. Micic, A. Miedaner, C. J. Curtis, J. M. Nedeljkovic, A. J. Nozik, Nono Lett. 2003, 3, 833;
61. p) Y. W. Cao, U. Banin, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9692;
62. q) S.-M. Lee, Y.-M. Jun, S.-N. Cho, J. Cheon, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11 244;
63. r) K.-S. Cho, D. V. Talapin, W. Gaschler, C. B. Murray, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7140;
64. s) E. V. Shevchenko, D. V. Talapin, A. L. Rogach, A. Kornowski, M. Haase, H. Weller, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11 480.
65. a) S. F. Wuister, I. Swart, F. van Driel, S. G. Hickey, C. de Mello Donegá, Nano Lett. 2003, 3, 503;
66. b) S. Pathak, S. K. Choi, N. Arnheim, M. E. Thompson, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4103.
67. a) W. J. Parak, D. Gerion, T. Pellegrino, D. Zanchet, C. Micheel, S. C. Williams, R. Boudreau, M. A. Le Gros, C. A. Larabell, A. P. Alivisatos, Nanotechnology 2003, 14, R15;
68. b) A. R. Clapp, I. L. Medintz, J. M. Mauro, B. R. Fisher, M. G. Bawendi, H. Mattoussi, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 301;
69. c) E. Katz, I. Willner, Angew. Chem. 2004, 116, 6166;
70. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 6042.
71. L. Spanhel, M. Haase, H. Weller, A. Henglein, J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5649.
72. S. Kudera, L. Carbone, M. F. Casula, R. Cingolani, A. Falqui, E. Snoeck, W. J. Parak, L. Manna, Nano Lett. 2005, 5, 445.
73. a) I. Sondi, O. Siiman, S. Koester, E. Matijevic, Langmuir 2000, 16, 3107;
74. b) A. L. Rogach, A. Kornowski, M. Gao, A. Eychmueller, H. Weller, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3065;
75. c) Y. Wang, Z. Tang, M. A. Correa-Duarte, I. Pastoriza-Santos, M. Giersig, N. A. Kotov, L. M. Liz-Marzan, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 15 461;
76. d) S. Wang, N. Mamedova, N. A. Kotov, W. Chen, J. Studer, Nano Lett. 2002, 2, 817;
77. e) N. Murase, M. Y. Gao, N. Gaponik, T. Yazawa, J. Feldmann, Int. J. Modern Phys. B 2001, 15, 3881;
78. f) N. Gaponik, D.V. Talapin, A. L. Rogach, K. Hoppe, E.V. Shevchenko, A. Kornowski, A. Eychmueller, H. Weller, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7177;
79. g) N. Gaponik, D. V. Talapin, A. L. Rogach, A. Eychmueller, H. Weller, Nano Lett. 2002, 2, 803;
80. h) A. Shavel, N. Gaponik, A. Eychmueller, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5905;
81. i) L. Li, H. Qian, J. Ren, Chem. Commun. 2005, 528.
82. a) C. B. Murray, C. R. Kagan, M. G. Bawendi, Science 1995, 270, 1335;
83. b) C. B. Murray, C. R. Kagan, M. G. Bawendi, Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545;
84. c) A. L. Rogach, D. V. Talapin, E. V. Shevchenko, A. Kornowski, M. Haase, H. Weller, Adv. Funct. Mater. 2002, 12, 653;
85. d) F. X. Redl, K.-S. Cho, C. B. Murray, S. O'Brien, Nature 2003, 423, 968;
86. e) E. V. Shevchenko, D. V. Talapin, S. O'Brien, C. B. Murray, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8741;
87. f) B. O. Dabbousi, C. B. Murray, M. F. Rubner, M. G. Bawendi, Chem. Mater. 1994, 6, 216;
88. g) S. R. Cordero, P. J. Carson, R. A. Estabrook, G. F. Strouse, S. K. Buratto, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 12 137.
89. a) A. L. Efros, M. Rosen, Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 475;
90. b) D. J. Norris, A. L. Efros, M. Rosen, M. G. Bawendi, Phys. Rev. B 1996, 53, 16 347;
91. c) D. J. Norris M. G. Bawendi, Phys. Rev. B 1996, 53, 16 338.
92. M. Nirmal, D. J. Norris, M. Kuno, M. G. Bawendi, A. L. Efros, M. Rosen, Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 3728.
93. S. A. Crooker, T. Barrick, J. A. Hollingsworth, V. I. Klimov, Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 2793.
94. a) S. F. Wuister, A. van Houselt, C. de Mello Donegá, D. Vanmaekelbergh, A. Meijerink, Angew. Chem. 2004, 116, 3091;
95. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3029;
96. b) S. F. Wuister, C. de Mello Donegá, A. Meijerink, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10 397.
97. a) C. R. Kagan, C. B. Murray, M. G. Bawendi, Phys. Rev. B, 1996, 54, 8633;
98. b) S. A. Crooker, J. A. Hollingsworth, S. Tretiak, V. I. Klimov, Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 186 802;
99. c) M. Achermann, M. A. Petruska, S. A. Crooker, V. I. Klimov, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 13 782;
100. d) T. Franzl, T. A. Klar, S. Schietinger, A. L. Rogach, J. Feldmann, Nano Lett. 2004, 4, 1599.
101. a) S. F. Wuister, C. de Mello Donegá, A. Meijerink, J. Chem. Phys. 2004, 121, 4310;
102. b) M. Artemyev, U. Woggon, M. Langbein, Phys. Stat. Sol. 2002, 229, 423.
103. P. Lodahl, F. Van Driei, I. S. Nikolaev, A. Irman, K. Overgaag, D. Vanmaekelbergh, W. Vos, Nature 2004, 430, 654.
104. a) P. Guyot-Sionnest, M. Shim, C. Matranga, M. Mines, Phys. Rev. B 1999, 60, R2181;
105. b) M. Shim P. Guyot-Sionnest, Phys. Rev. B 2001, 64, 245 342.
106. a) V. I. Klimov, D. W. McBranch, C. A. Leatherdale, M. G. Bawendi, Phys. Rev. B 1999, 60, 13 740;
107. b) M. B. Mohamed, C. Burda, M. A. El-Sayed, Nano Lett. 2001, 1, 589;
108. c) D. F. Underwood, T. Kippeny, S. J. Rosenthal, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 436;
109. d) C. Burda, S. Link, M. Mohamed, M. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12 286;
110. e) S. Xu, A. A. Mikhailovsky, J. A. Hollingsworth, V. I. Klimov, Phys. Rev. B 2002, 65, 045 319.
111. a) B. R. Fisher, H.-J. Eisler, N. E. Stott, M. G. Bawendi, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 143;
112. b) O. Labeau, P. Tamarat, B. Lounis, Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 257 404;
113. c) Y. Ebenstein, T. Mokari, U. Banin, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 4033;
114. d) M. Rambach, J. Seufert, M. Obert, G. Bacher, A. Forchel, K. Leonardi, T. Passow, D. Hommel, Phys. Stat. Sol. 2002, 229, 503;
115. e) P. Michler, A. Imamoglu, M. D. Mason, P. J. Carson, G. F. Strouse, S. K. Buratto, Nature 2000, 406, 968;
116. f) S. A. Empedocles, R. Neuhauser, K. Shimizu, M. G. Bawendi, Adv. Mater. 1999, 11, 1243;
117. g) W. G. J. H. M. van Sark, P. L. T. M. Frederix, D. J. van den Heuvel, H. Gerritsen, A. A. Bol, J. N. J. van Lingen, C. de Mello Donegá, A. Meijerink, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8281;
118. h) M. Kuno, D. P. Fromm, H. F. Hamann, A. Gallagher, D. J. Nesbitt, J. Chem. Phys. 2001, 115, 1028;
119. i) T. D. Krauss, S. O'Brien, L. E. Brus, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1725.
120. a) U. Banin, Y. Cao, D. Katz, O. Millo, Nature 1999, 400, 542;
121. b) E. P. A. M. Bakkers, Z. Hens, A. Zunger, A. Franceschetti, L. P. Kouwenhoven, L. Gurevich D. Vanmaekelbergh, Nono Lett. 2001, 1, 551;
122. c) P. Liljeroth, P. A. Zeijlmans van Emmichoven, S. G. Hickey, H. Weller, B. Grandidier, G. Allan, D. Vanmaekelbergh, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 086 801;
123. d) U. Banin O. Millo, Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 465.
124. a) M. Drndic, M. V. Jarosz, N. Y. Morgan, M. A. Kastner, M. G. Bawendi, J. Appl. Phys. 2002, 92, 7498;
125. b) C. J. Wang, M. Shim, P. Guyot-Sionnest, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 4;
126. c) D. Yu, C. Wang, P. Guyot-Sionnest, Science 2003, 300, 1277;
127. d) D. L. Klein, R. Roth, A. K. L. Lim, A. P. Alivisatos, P. L. McEuen, Nature 1997, 389, 699.
128. a) C. Wang, B. L. Wehrenberg, C. Y. Woo, P. Guyot-Sionnest, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9027;
129. b) A. V. Malko, A. A. Mikhailovsky, M. A. Petruska, J. A. Hollingsworth, H. Htoon, M. G. Bawendi, V. I. Klimov, Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 1303;
130. c) S. A. Ivanov, J. Nanda, A. Piryatinski, M. Achermann, L. P. Balet, I. V. Bezel, P. O. Anikeeva, S. Tretiak, V. I. Klimov, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10 625;
131. d) Y. Chan, J.-M. Caruge, P. T. Snee, M. G. Bawendi, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 2460.
132. a) S. Coe-Sullivan, W.-K. Woo, J. S. Steckel, M. G. Bawendi, V. Bulovic, Org. Electron. 2003, 4, 123;
133. b) J. Lee, V. C. Sundar, J. R. Heine, M. G. Bawendi, K. F. Jensen, Adv. Mater. 2000, 12, 1102.
134. a) J. Liu, T. Tanaka, K. Sivula, A. P. Alivisatos, J. M. J. Frechet, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6550;
135. b) R. Plass, S. Pelet, J. Krueger, M. Grätzel, U. Bach, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7578;
136. c) A. J. Nozik, Phys. E 2002, 14, 115.
137. Y. K. Olsson, G. Chen, R. Rapaport, D. T. Fuchs, V. C. Sundar, J. S. Steckel, M. G. Bawendi, A. Aharoni, U. Banin, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 4469.