Patterned atomic reaction at surfaces

Chemical Reviews

Volumn 106, Issue 10, 2006, Pages 4321-4354

  McNab, Iain Ross ^a   Polanyi, John Charles ^a  

^a Lash Miller Chemical Laboratories   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY;

AROMATIC MOLECULE; ATOMIC MOTION; ATOMIC REACTIONS; HALOGEN ATOMS; ORDERED DANGLING BOND;

SURFACE REACTIONS;

EID: 33751236514     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr0501745     Document Type: Review

References (163)

1. Polanyi, J. C.; Rieley, H. Photochemistry in The Adsorbed State. In Dynamics of Gas - Surface Interactions; Rettner, C., Ashfold, M. N. R., Eds.; Royal Society of Chemistry: London, 1991; p 329.
2. Polanyi, J. C.; Zeiri, Y. Dynamics of Adsorbate Chemistry. In Laser Spectroscopy and Photochemistry on Metal Surface, Part II; Dai, H.-L., Ho, W., Eds.; World Scientific: Singapore, 1995; p 1241.
3. Polanyi, J. C.; Zewail, A. H. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 119.
4. Tripa, C. E.; Yates, J. T., Jr. Chem. Phys. 2000, 112, 2463.
5. Avouris, Ph. J. Phys. Chem. 1990, 94, 2246.
6. Wolkow, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1999, 50, 413.
7. Hamers, R. J.; Coulter, S. K.; Ellison M. D.; Hovis, J. S.; Padowitz, D. F.; Schwartz, M. P.; Greenlief, C. M.; Russel J. N. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 617.
8. Rosei, F.; Schunack, M.; Naitoh, Y.; Jiang, P.; Gourdon, A.; Laegsgaard, E.; Stensgaard, I.; Joachim, C.; Besenbacher, F. Prog. Surf. Sci. 2003, 71, 95 and references therein.
9. Avouris, Ph. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 95.
10. Hamers, R. J.; Chen, X; Frank, E. R.; Higgins, S. R.; Shan, J.; Wang, Y. Isr. J. Chem. 1996, 36, 11.
11. See, for example: Wiesendanger, R. Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy - Methods and Applications; Cambridge University Press: Cambridge, 1998 and references therein.
12. Eigler, D. M.; Schweizer, E. K. Nature 1990, 344, 524.
13. Nyffenegger, R. M.; Penner, R. M., Chem. Rev. 1997, 97, 1195.
14. Dujardin, G.; Walkup, R. E.; Avouris, Ph. Science 1992, 255, 1232.
15. Bernstein, J.; Davis, R. E.; Shimoni, L.; Chang, N.-L. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 1555.
16. Philp, D.; Stoddart, J. F. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996, 35, 1154.
17. Burrows, A. D. Struct. Bond. 2004, 108, 55.
18. Prints, L. J.; Timmerman, P.; Reinhoudt, D. N. Pure Appl. Chem. 1998, 70, 1459.
19. Clair, S.; Pons, S.; Brune, H.; Kern, K.; Barth, J. V. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 7294 and references therein.
20. De Feyter, S.; De Schryver, F. C. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 139 and references therein.
21. Smith, R. K.; Lewis, P. A.; Weiss, P. S. Prog. Surf. Sci. 2004, 75, 1 and references therein.
22. Li, X-M.; Huskens, J.; Reinhoudt, D. N. J. Mater. Chem. 2004, 14, 2954.
23. Lu, P. H.; Polanyi, J. C.; Rogers, D. J. Chem. Phys. 2000, 112, 11005.
24. Brune, H.; Wintterlin, J.; Behn, R. J.; Ertl, G. Phys. Rev. Lett. 1992 68, 624.
25. Brune, H.; Wintterlin, J.; Trost, J.; Ertl, G.; Wiechers, J.; Behm, R. J. J. Chem. Phys. 1993, 99, 2128.
26. Diebold, U.; Hebenstreit, W.; Leonardelli, G.; Schmid, M.; Varga, P. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 405.
27. Rezai, M. A.; Stipe, B. C.; Ho, W. J. Chem. Phys. 1998, 109, 6075 and references therein.
28. Lauhon, L. J.; Ho, W. J. Chem. Phys. 1999, 111, 5633.
29. (1) Schunack, M.; Lindertoth, T. R.; Rosei, F.; Laegsgaard, E.; Stensgaard, I.; Besenbacher, F. Phys Rev. Lett. 2002, 88, 156102.
30. Tanaka, K.; Matsumoto, Y.; Fujita, T.; Okawa, Y. Appl. Surf. Sci. 1998, 130-132, 475.
31. Besenbacher, F. Rep. Prog. Phys. 1996, 59, 1737 and references therein.
32. Chiang, S. Chem. Rev. 1997, 97, 1083.
33. Herzberg, G. Molecular spectra and molecular structure; Krieger: Malabar, FL, 1989; Vol. 1 (spectra of diatomic molecules) and references therein.
34. Engdahl, C.; Wahnströmm, G. Surf. Sci. 1994 312, 429.
35. Wahnström, G.; Lee, A. B.; Strömquist, J. J. Chem. Phys. 1996, 105, 326.
36. Strömquist, J.; Hellbert, L.; Kasemo, B.; Lundqvsit, B. I. Surf. Sci. 1996, 352-354, 435.
37. Österlund, L.; Zoric, I.; Kasemo, B. Phys. Rev. 1997, 55, 15452.
38. Binetti, M.; Weisse, O.; Hasselbrink, E.; Komrowski, A. J.; Kummel A. C. Faraday Discuss. 2000, 117, 313.
39. Komrowski, A. J.; Sexton, J. Z.; Kummel, A. C.; Binetti, M.; Weisse, O.; Hasselbrink, E. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 246103.
40. Ciacci, L. C.; Payne, M. C. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 176104.
41. Wititterlin, J.; Schuster R.; Ertl, G. Phys Rev. Lett. 1996 77, 123.
42. Stipe, B. M.; Rzaei, M. A.; Ho, W.; Gao, S.; Persson, M.; Lundquist, B. I. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 4410.
43. Stipe, B. M.; Rzaei, M. A.; Ho, W. J. Chem. Phys. 1997, 107, 6443-6447.
44. Ho, W. Acc. Chem. Res. 1997, 31, 5567.
45. Hahn, J. R.; Lee, H. J.; Ho, W. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 1914.
46. Hahn, J. R.; Ho, W. J. Chem. Phys. 2005, 122, 244704.
47. Zambelli, T.; Barth, J. V.; Wintterlin, J. J. Phys.: Condens. Mater. 2002, 14, 4241.
48. Olsson, F. E.; Lorente, N.; Persson, N. Surf. Sci. 2003, 522, L27.
49. Briner, B. G.; Doering, M.; Rust, H.-P.; Bradshaw, A. M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1516.
50. Rose, M. K.; Borg, A.; Dunphy, J. C.; Mitsui, T.; Ogletree, D. F.; Salmeron, M. Surf. Sci. 2003 547, 162.
51. Xu, H.; Yuro, R.; Harrison, I. Surf. Sci. 1998, 411, 303.
52. Xu, H.; Harrison, I. J. Phys. Chem. B. 1999, 103, 11233.
53. Lee, H. J.; Ho, W. Science 1999, 286, 1719.
54. Hla, S.-W.; Bartels, L.; Meyer, G.; Rieder, K.-H. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 2777.
55. Hla, S.-W.; Rieder, K.-H. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 307.
56. Stipe, B. C.; Rezaei, M. A.; Ho, W. Science 1998, 280, 1732.
57. Lauhon, L. J.; Ho, W. Surf. Sci. 2000, 451, 219.
58. Lauhon, L. J.; Ho, W. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2463.
59. Komeda, T.; Kim, Y.; Fujita, Y.; Sainoo, Y.; Kawai, M. J. Chem. Phys. 2004, 120, 5347.
60. Gaudioso, J.; Lee, H. J.; Ho, W. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8479.
61. Stroscio, J. A.; Bare, S. R.; Ho, W. Surf. Sci 1984, 138, 499.
62. Kim, Y.; Komeda, T.; Kawai, M. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 126104.
63. Kim, Y.; Komeda, T.; Kawai, M. Surf. Sci. 2002, 502-503, 7.
64. See, for example: Oura, K.; Lifshits, V. G.; Saranin, A. A.; Zotov, A. V.; Katayama, M. Surface science - an introduction; Springer: Berlin, 2003; p 181 and references therein.
65. Takayanagi, K.; Tanishiro, Y.; Takahashi, M.; Motoyoshi, H.; Yagi, K. J. Vac. Sci. Technol. A 1985, 3, 1502.
66. Himpsel, F. J. Surf. Sci. Rep. 1990, 12, 3.
67. Wolkow, R.; Avouris, Ph. Phys. Rev. Lett. 1988, 60, 1049.
68. Avouris, Ph; Wolkow, R. Phys. Rev. B 1989, 39, 5091.
69. Stauffer, L.; Van, S.; Bolmont, D.; Koulmann, J. J.; Minot, C. Solid State Commun. 1993, 85, 935.
70. Brommer, K. D.; Galvan, M.; Pino, A. D., Jr.; Joannopoulos, J. D. Surf. Sci. 1994, 314, 57.
71. Wang, Y. L.; Gao, H.-J.; Guo, H. M.; Liu, H. W.; Batyrev, I. G.; McMahpon, W. E.; Zhang, S. B. Phys. Rev. B 2004, 70, 073312.
72. Bulavenko, S. Yu.; Melnik, P. V.; Nakhodin, M. G. Surf. Sci. 2000, 469, 127.
73. Gomez-Rodriguez, J. M.; Saenz, J. J.; Baro, A. M.; Veuillen, J. Y.; Cinti, R. C. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 799.
74. Veuillen, J. Y.; Gomez-Rodriguez, J. M.; Baro, A. M.; Cinti, R. C. Surf. Sci. 1997, 377, 847.
75. Ganz, E.; Xiong, F.; Hwang, I.-S.; Golovchenko, J. Phys. Rev. B 1991, 43, 7316.
76. Ganz, E.; Hwang, I.-S.; Xiong, F.; Theiss, S. K.; Golovchenko, J. Surf. Sci. 1991, 257, 259.
77. Tang, D.; Elsayed-Ali, H.-E. Phys. Rev. B 1995, 52, 1481.
78. Vitali, L.; Ramsey, M. G.; Netzer, F. P. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 316.
79. Tosch, St.; Neddermeyer, H. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 349.
80. Myslivecek, J.; Sobotik, P.; Ostadal, I.; Jarolimek, T. Phys. Rev. B 2001, 63, 045403.
81. Li, J.-L.; Jia, J.-F.; Liang, X-J.; Liu, X.; Wang, J.-Z.; Xue, Q.-K.; Li, Z.-Q.; Tse, J. S.; Zhang, Z.; Zhang, S. B. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 066101.
82. Kohler, U. K.; Demuth, J. E.; Hamers, R. J. Phys. Rev. Lett. 1988, 60, 2499.
83. Zhang, Y. P.; Yan, L.; Xie, S. S.; Pang, S. J.; Gao, H.-J. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 3317.
84. Lin, X. F.; Chizbov, I.; Mai, H. A.; Willis, R. F. Surf. Sci. 1996, 366, 51.
85. Yoon, M.; Lin, X. F.; Chizhov, I.; Mai, H.; Willis, R. F. Phys. Rev. B. 2001, 64, 085321.
86. Lai, M. Y.; Wang, Y. L. Phys. Rev. B 2001, 64, 241404.
87. Jia, J.; Wang, J.-Z.; Liu, X.; Xue, Q.-K.; Li, Z.-Q.; Kawazoe, Y.; Zhang, S. B. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 3186.
88. Zhang, Y. P.; Yang, L.; Lai, Y. H.; Xu, G. Q; Want, X. S. Surf. Sci 2003, 531, L378.
89. Hashizume, T.; Motai, K.; Hasegawa, Y.; Sumita, I.; Tanaka, H.; Amano, S.; Hyodo, S.; Sakurai, T. J. Vac. Sci. Technol. B 1991, 9, 745.
90. Watanabe, A.; Naitoh, M.; Nishigaki, S. Jpn. J. Appl. Phys. 1988, 37, 3778.
91. Mayne, A. J.; Rose, F.; Comtet, G.; Hellner, L.; Dujardin, G. Surf. Sci 2003, 528, 132 and references therein.
92. Yan, C.; Jensen, J. A.; Kummel, A. C. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 4017.
93. Yan, C.; Jensen, J. A.; Kummel, A. C. J. Chem. Phys. 1995, 102, 3381.
94. Yan, C.; Jensen, J. A.; Kummel, A. C. J. Phys. Chem. 1995, 99, 6084.
95. Jensen, J. A.; Yan, C.; Kummel, A. C. Science 1995, 267, 493.
96. Jensen, J. A.; Yan, C.; Kummel, A. C. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 1388.
97. Liu, Y.; Masson, D. P.; Kummel, A. C. Science 1997, 276, 1681.
98. Liu, Y.; Komrowski, A. J.; Taylor, P. R.; Kunimel, A. C. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2467.
99. Lyubinetsky, I.; Dohnalek, Z.; Choyke, W. J.; Yates, J. T., Jr. Phys. Rev. B 1998, 58, 7950 and references therein.
100. Rezai, M. A.; Stipe, B. C.; Ho, W. J. Chem. Phys. 1999, 110, 3548 and references therein.
101. Rezai, M. A.; Stipe, B. C.; Ho, W. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 10941.
102. Avouris, Ph.; Lyo, I.-W. Surf. Sci. 1991, 242, 1.
103. Lo, R.-L.; Hwang, I.-S.; Tsong, T. T. Surf. Sci. 2003, 530, L302.
104. Hamers, R. J.; Avouris, Ph.; Bozso, F. Phys. Rev. Lett. 1987, 59, 2071.
105. Avouris, Ph.; Bozso, F.; Hamers, R. J. J. Vac. Sci. Technol. B 1987, 5, 1387.
106. Hamers, R. J.; Avouris, Ph.; Bozso, F. J. Vac. Sci. Technol. A 1988, 6, 508.
107. Bozso, F.; Avouris, Ph. Phys. Rev. Lett. 1986, 57, 1185.
108. Kang, M. Y. Phys. Rev. B. 2003, 68, 205307.
109. Rauscher, H. Surf. Sci. Rep. 2001, 42, 207.
110. Wang, Y.; Bronikowski, M. J.; Hamers, R. J. Surf. Sci. 1994, 311, 64.
111. Memmert, U.; Berko, A.; Behm, R. J. Surf. Sci. 1995, 325, L441.
112. Lim, H.; Cho, K.; Park, I.; Joannopoulos, J. D.; Kzxiras, E. Phys. Rev. B 1995, 52, 17231.
113. Komura, T.; Okano, S.; Morikawa, K.; Hanada, T.; Yoshimura, M.; Yao, T. Appl. Surf. Sci. 1998, 130, 23.
114. Miyake, K.; Ishida, M.; Shigekawa, H. Appl. Surf. Sci. 1998, 130, 78.
115. Miyake, K.; Kaikoh, T.; Jata, K.; Morita, R.; Yamashita, M.; Shigekawa, H. J. Vac. Sci. Technol. A 1999, 17, 1596.
116. Kaikoh, T.; Miyake, K.; Li, Y. J.; Morita, R.; Yamashita, M.; Shigekawa, H. J. Vac. Sci. Technol. A 2000, 18, 1469.
117. Bronikowski, M. J.; Hamers, R. J. J. Vac. Sci. Technol. A 1995, 13, 777.
118. Woelke, A.; Imanaka, S.; Watanabe, S.; Goto, S.; Hashinokuchi, M., Okada, M.; Kasai, T. J. Electron Microsc. 2005, 54 (Suppl.)1, i21.
119. Boland, J. Science 1993, 262, 1703.
120. Jiang, G.; Polanyi, J. C.; Rogers, D. Surf. Sci. 2003, 544, 147.
121. Dobrin, S.; Lu, X.; Naumkin, F. Y.; Polanyi, J. C.; Yang, J. (S. Y.) Surf Sci. Lett. 2004, 573, L363.
122. Matta, C. F.; Polanyi, J. C. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2004, 362, 1185.
123. Dobrin, S.; Harikumar, K. R.; Polanyi, J. C. Surf. Sci. 2004, 561, 11.
124. Harikumar, K. R.; Petsalakis, J. D.; Polanyi, J. C.; Theodorakopoulos, G. Surf Sci. 2004, 572, 162.
125. Dobrin, S.; Harikumar K. R.; Matta, C. F.; Polanyi, J. C. Surf. Sci. 2005, 580, 39.
126. Dobrin, S.; Harikumar, K. R.; Polanyi, J. C. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 8010.
127. Lu, P. H.; Polanyi, J. C.; Rogers, D. J. Chem. Phys. 1999, 111, 9905.
128. Giorgi, J. B.; Kuhnemuth, R.; Polanyi, J. C. J. Chem. Phys. 1999, 110, 598.
129. Dobrin, S.; Harikumar, K. R.; Polanyi, J. C. Surf. Sci. 2004, 561, 11.
130. Li, Y.-C.; Wang, W.-N.; Cao, Y.; Fan, K.-N. Acta Chim. Sin. 2002, 60, 653.
131. Wang, Z. H.; Cao, Y.; Xu, G. Q. Chem. Phys. Lett. 2001, 338, 7.
132. Palmer, R. E.; Sloan, P. A.; Xirouchaki, C. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2004, 362, 1195.
133. Sloan, P. A.; Palmer, R. E. Nature 2005, 434, 367.
134. Petsalakis, I. D., Polanyi, J. C.; Theodorakopoulos, G. Isr. J. Chem. 2004, 45, 111.
135. Wolkow, R. A.; Mofatt, D. J. J. Chem. Phys. 1995, 103, 10696.
136. Cao, Y.; Wei, X. M.; Chin, W. S.; Lai, Y. H.; Deng, J. F.; Bernasen, S. L.; Xu, G. Q. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 5698.
137. Cao, Y.; Deng, J. F.; Xu, Q. J Chem. Phys. 2000, 112, 4759.
138. Petsalakis, I. D.; Polanyi, J. C.; Theodorakopoulos, G. Surf. Sci. 2003, 544, 162.
139. Naumkin, F. Y.; Polanyi, J. C.; Rogers, D.; Fisher, A.; Hofer, W. Surf. Sci. 2003, 547, 324.
140. Naumkin, F. Y.; Polanyi, J. C.; Rogers, D. Surf. Sci. 2003, 547, 335.
141. Lopinski, G.; Wayner, D. D. M.; Wolkow, R. A. Nature 2000, 406, 48.
142. Hofer, W. A.; Fisher, A. J.; Lopinski, G. P.; Wolkow, R. A. Chem. Phys. Lett. 2002, 365, 129.
143. Piva, P. G.; DiLabio, G. A.; Pitters, J. L.; Zikovsky, J.; Rezeq, M.; Dogel, S.; Hofer, W. A.; Wolkow, R. A. Nature 2005, 435, 658.
144. Hossain, Md. Z.; Kato, H. S.; Kawai, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15030.
145. Hossain, Md. Z.; Kato, H. S.; Kawai, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23129.
146. Xie, Z.-X.; Uematsu, Y.; Lu, X.; Tanaka, K.-i. Phys. Rev. B 2002, 66, 125306.
147. Tanaka, K.-i.; Xie, Z.-X. J. Chem. Phys. 2005, 122, 054706.
148. Tanaka, K.-i.; Nomoto, Y.; Xie, Z.-X. J. Chem. Phys. 2004, 120, 4486.
149. Alavi, S.; Rousseau, R.; Lopinski, R. P.; Wolkow, R. A.; Seideman, T. Faraday Discuss. 2000, 117, 213.
150. Brown, D. E.; Moffat, D. J.; Wolkow, R. A. Science 1998, 279, 542.
151. Lu, X.; Polanyi, J. C.; Yang, J. (S. Y.) Nano Lett. 2006, 6, 809.
152. Marsh, E. P.; Gilton, T. L.; Meier, W.; Schneider, M. R.; Cowin, J. P. Phys. Rev. Lett. 1998, 61, 2725.
153. Zhou, X. L.; White, J. M. Surf. Sci. 1991, 241, 259.
154. Dixon-Warren, St. J.; Jensen, E. T.; Polanyi, J. C. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5938.
155. Yang, Q. Y.; Schwarz, W. N.; Lasky, P. J.; Hood, S. C.; Loo, N. L.; Osgood, R. M., Jr. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 3068.
156. Xu, H.; Yuro, R.; Harrison, I. Surf. Sci. 1998, 411, 303.
157. Khan, K. A.; Camillone, N., III; Osgood, R. M., Jr. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 5530.
158. Totir, G. G.; Le, Y.; Osgood, R. M., Jr. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8452.
159. Dobrin, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22976.
160. Dobrin, S.; Harikumar K. R.; Jones, R. V.; McNab, I. R.; Polanyi, J. C.; Waqar, Z. J. Chem. Phys. 2006, submitted for publication.
161. Wolkow, R. A.; Mofatt, D. J. J. Chem. Phys. 1995, 103, 10696.
162. Cao, Y.; Wei, X. M.; Chin, W. S.; Lai, Y. H.; Deng, J. F.; Bernasen, S. L.; Xu, G. Q. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 5698.
163. Cao, Y.; Deng, J. F; Xu, Q. J. Chem. Phys. 2000, 112, 4759.