Sub-nanometer Au monolayer-protected clusters exhibiting molecule-like electronic behavior: Quantitative high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy and electrochemical characterization of clusters with precise atomic stoichiometry

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 26, 2006, Pages 12874-12883

  Menard, Laurent D ^a,b   Gao, Shang Peng ^c   Xu, Huiping ^c   Twesten, Ray D ^b   Harper, Amanda S ^d   Song, Yang ^d   Wang, Gangli ^d   Douglas, Alicia D ^d   Yang, Judith C ^c   Frenkel, Anatoly I ^e   Nuzzo, Ralph G ^a,b   Murray, Royce W ^d  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^b University of Illinois at Urbana Champaign   (United States)

^c University of Pittsburgh   (United States)

^d UNIVERSITY OF NORTH CAROLINA   (United States)

^e YESHIVA UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROCHEMISTRY; MOLECULAR STRUCTURE; SPECTROSCOPIC ANALYSIS; STOICHIOMETRY; SYNTHESIS (CHEMICAL); TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

ATOMIC STOICHIOMETRY; CLUSTER MOLECULES; DISCRETE MOLECULAR ORBITAL LEVELS; MONOLAYER-PROTECTED CLUSTERS;

MONOLAYERS;

EID: 33746353407     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp060739g     Document Type: Article

References (85)

1. Nanoparticles: From Theory to Application; Schmid, G., Ed.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2004.
2. Metal Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Applications; Feldheim, D. L., Foss, C. A., Eds.; Marcel Dekker: New York, 2002.
3. Templeton, A. C.; Wuelfing, W. P.; Murray, R. W. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 27.
4. Valden, M.; Lai, X.; Goodman, D. W. Science 1998, 281, 1647.
5. Chen, S.; Ingram, R. S.; Hostetler, M. J.; Pietron, J. J.; Murray, R. W. ; Schaaff, T. G.; Khoury, J. T.; Alvarez, M. M.; Whetten, R. L. Science 1998. 250, 2098.
6. Schmid, G. Chem. Rev. 1992, 92, 1709.
7. Hills, C. W.; Mack, N. H.; Nuzzo, R. G. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2626.
8. Teo, B. K.: Shi, X.; Zhang, H. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 2743.
9. Hills, C. W.; Nashner, M. S.; Frenkel, A. I.; Shapley, J. R.; Nuzzo, R. G. Langmuir 1999, 15, 690.
10. Yang. Y.; Chen, S. Nano Lett. 2003, 3, 75.
11. Zhang, P.; Sham, T. K. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 736.
12. Chao, K.J.; Cheng, M.-H.; Ho, Y.-F.; Liu, P.-H. Catal. Today 2004, 97. 49.
13. Haruta, M. Catal. Today 1997, 36, 153.
14. Schaaff, T. G. Anal. Chem. 2004, 76, 6187.
15. Brust. M.; Waker, M.; Bethell, D.; Schiffrin, D. J.; Whyman, R. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994, 7, 801.
16. Brust, M.; Fink, J.; Bethell, D.; Schiffrin, D. J.; Kiely, C. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1995, 16, 1655.
17. Hostetler, M. J.; Wingate, J. E.; Zhong, C.J.; Harris, J. E.; Vachet, R. W.; Clark, M. R.; Londono, J. D.; Green, S. J.; Stokes, J. J.; Wignall, G. D.; Glish, G. L.; Porter, M. D.; Evans, N. D.; Murray, R. W. Langmuir 1998, 14, 17.
18. Zhong, C. J.; Zhang, W. X.; Leibowitz, F. L.; Eichelberger, H. H. Chem. Commun. 1999, 1211.
19. Maye, M. M.; Zheng, W.; Leibowitz, F. L.; Ly, N. K.; Zhong, C. J. Langmuir 2000, 16, 490.
20. Shimizu, T.; Teranishi, T.; Hasegawa, S.; Miyake, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107,2719.
21. Denkers, R. L.; Lee, D.; Murray, R. W. Langmuir 2004, 20, 1945.
22. Brown, L. O.; Hutchison, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12384.
23. Whetten, R. L.; Khoury, J. T.; Alvarez. M. M.; Murthy, S.; Vezmar, L; Wang. Z. L.; Stephens, P. W.; Cleveland, C. L.; Luedtke, W. D.; Landman, U. Adv. Mater. 1996, 8, 428.
24. Hicks, J. F.; Miles, D. T.; Murray, R. W. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13322.
25. Warner, M. G.; Reed, S. M.; Hutchison, J. E. Chem. Mater. 2000, 12, 3316.
26. Woehrle, G. H.; Warner, M. G.: Hutchison, J. E. J. Phys. Chem. B 2002, 106. 9979.
27. Woehrle, G. H.; Brown, L. O.; Hutchison, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2005. 127, 2172.
28. Woehrle, G. H.; Hutchison, J. E. Inorg. Chem. 2005, 44, 6149.
29. Mingos, D. M. P. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1996, 561.
30. Jaw, H.-R. C.; Mason, W. R. Inorg. Chem. 1991, 30, 3552.
31. Bellon, P. L.; Cariati, F.; Manassero, M.; Naldini, L.; Sansoni, M. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1971, 1423.
32. Bellon, P. L.; Manassero, M.; Sansoni, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1972, 1481.
33. Briant, C. E.; Hall, K. P.; Wheeler, A. C.; Mingos, D. M. P. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1984, 248.
34. Schmid, G.; Pfeil, R.; Boese, R.; Brandermann, F.; Meyer, S.; Calis, G. H. M.; van der Velden, J. W. A. Chem. Ber. 1981, 114, 3634.
35. Hosteller, M. J.; Templeton, A. C.; Murray, R. W. Langmuir 1999, 15, 3782.
36. Wilcoxon, J. P.; Provencio. P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12949.
37. Balasubramanian. R.; Guo, R.; Mills, A. J.; Murray, R. W. J. Am. Chem. Soc. 200S, 127, 8126.
38. Treacy, M. M. J.; Rice. S. B. J. Microsc. 1989, 156, 211.
39. Singhal, A. Quantitative Electron Microscopy of Supported Subnanomeier Clusters. Ph.D. Thesis, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL, 1996.
40. Singhal, A.; Yang. J. C.; Gibson, J. M. Ultramicroscopy 1997, 67, 191.
41. Yang, J. C.; Bradley, S.; Gibson, J. M. Microsc. Microanal. 2000, 6, 353.
42. Yang, J. C.; Bradley, S.; Gibson. J. M. Mater. Charact. 2003, 51, 101.
43. Smits, J. M. M.; Beurskens, P. T.; Bour, J. J.; Vollenbroek, F. A. J. Cryst. Spectrosc. 1983, 13, 365.
44. Bellon, P.; Manassero, M.; Sansoni, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1973, 2423.
45. Schaaff, T. G.; Whetten, R. L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2630.
46. Zhang, H.-F.; Stender, M.; Zhang, R.; Wang, C.; Li, J.; Wang, L.S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12259.
47. Schaaff, T. G.; Knight, G.; Shafigullin, M. N.; Borkman, R. F.; Whetten, R. L. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 10643.
48. Negishi, Y.; Nobusada, K.; Tsukuda, T. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5261.
49. Liu, J. Microsc. Microanal. 2004, 10, 55.
50. Williams, D. B.; Carter, C. B. Transmission Electron Microscopy, Plenum Press: New York, 1996.
51. Jimenez, V. L.; Georganopoulou, D. G.; White, R. J.; Harper, A. S.; Mills, A. J.; Lee, D.; Murray, R. W. Langmuir 2004, 20, 6864.
52. Keyse, R. J.; Garratt-Reed, A. J.; Goodhew, P. J.; Lorimer, G. W. Introduction to Scanning Transmission Electron Microscope; Springer-Verlag: New York, 1998.
53. Ibers, J. A.; Hamilton, W. C. International Tables of X-ray Crystallography, Kynoch Press: Birmingham, U. K., 1974.
54. Schaaff, T. G.; Shafigullin, M. N.; Khoury, J. T.; Vezmar, I.; Whetten, R. L.; Cullen, W. G.; First, P. N.; Gutierrez-Wing, C.; Ascensio, J.: Jose-Yacaman, M. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7885.
55. Wilcoxon, J. P.; Martin, J. E.; Provencio, P. Langmuir 2000, 16, 9912.
56. Zharnikov, M.; Frey, S.; Heister, K.; Grunze, M. Langmuir 2000, 16, 2697.
57. Heister, K.; Zharnikov, M.; Grunze, M. Langmuir 2001, 17, 8.
58. Wagner, C. D.; Riggs, W. M.; Davis, L. E.; Moulder, J. F.; Muilenberg, G. E. E. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy; Perkin-Elmer Corporation: Eden Prairie, MN, 1979.
59. Menard, L. D.; Xu, H.; Gao, S.-P.; Twesten, R. D.; Harper, A. S.; Song, Y.; Wang, G.; Douglas, A. D.; Yang, J. C.; Frenkel, A. I.; Murray. R. W.; Nuzzo, R. G. J. Phys. Chem. B, in press.
60. Thomanny, A. L.; Braulty, P.; Rozenbaumy, J. P.; Andreazza-Vignollez, C. ; Andreazzaz, P.; Estrade-Szwarckopfz, H.; Rousseauz, B.; Babonneaux, D.; Blondiauxk, G. J. Phys. D: Appl. Phys. 1997, 30, 3197.
61. Chusuei, C. C.; Lai, X.; Luo, K.; Goodman, D. W. Top. Catal. 2001, 74,71.
62. Vollenbroek, F. A.; van den Berg, J. P.; van der Velden, J. W. A.; Bour, J. J. Inorg. Chem. 1980, 19, 2685.
63. Schmid, G. Struct. Bonding 1985, 62, 51.
64. Petroski, J.; Chou, M. H.; Creutz, C. Inorg. Chem. 2004, 43, 1597.
65. AI-Somali, A. M.; Krueger, K. M.; Falkner, J. C.; Colvin, V. L. Anal. Chem. 2004, 76, 5903.
66. Song, Y.; Jimenez, V. L.; McKinney, C.; Denkers, R. L.; Murray, R. W. Anal. Chem. 2003, 75, 5088.
67. Song, Y.; Heien, M. L.; Jimenez, V. L.; Wightman, R. M.; Murray, R. W. Anal. Chem. 2004, 76, 4911.
68. Jimenez, V. L.; Leopold, M. C.; Mazzitelli, C.; Jorgenson, J. W.; Murray, R. W. Anal. Chem. 2003, 75, 199.
69. Link, S.; El-Sayed, M. A. Int. Rev. Phys. Chem. 2000, 19, 409.
70. Hermann, M.; Kreibig, U.; Schmid, G. Z. Phys. D 1993, 26, S1.
71. Hall, K. P.; Theobald, B. R. C.; Gilmour, D. I.; Mingos, M. P.; Welch, A. J. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1982, 528.
72. Bartlett, P. A.; Bauer, B.; Singer, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 5085.
73. Jahn, W. J. Struct. Biol. 1999, 127, 106.
74. Benfield, R. E.; Maydwell, A. P.; van Ruitenbeek, J. M.; van Leeuwen, D. A. Z. Phvs. D 1993, 26, S4.
75. Lee, D.; Denkers, R. L.; Wang, G.; Harper, A. S.; Murray, R. W. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6193.
76. Haram, S. K.; Quinn, B. M.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8860.
77. Lee, D.; Donkers, R. L.; DeSimone, J. M.; Murray, R. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1182.
78. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications; John Wiley & Sons: New York, 2001.
79. van der Linden, J. G. M.; Paulissen, M. L. H.: Schmitz, J. E. J. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 1903.
80. Quinn, B. M.; Liljeroth, P.; Ruiz, V.; Laaksonen, T.; Kontturi, K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6644.
81. Evans, D. H. Chem. Rev. 1990, 90, 739.
82. van der Linden, J. G. M.; Roelofsen, A. M.; Ipskamp, G. H. W. Inorg. Chem. 1989, 28, 967.
83. Wang, G.; Huang, T.; Murray, R. W.; Menard, L.; Nuzzo, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 812.
84. Bigioni, T. P.; Whetten, R. L.; Dag, O. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6983.
85. Dulkeith, E.; Niedereichholz, T.; Klar, T. A.; Feldmann, J.; von Plessen, G.: Gittins, D. I.; Mayya, K. S.; Caruso, F. Phys. Rev. B 2004, 70, 2054241.