Interfacial bridge-mediated electron transfer: Mechanistic analysis based on electrochemical kinetics and theoretical modelling

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 9, Issue 5, 2007, Pages 555-572

  Newton, Marshall D ^a   Smalley, John F ^a  

^a BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROLYTE; GOLD; POLYMER; THIOL DERIVATIVE;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODE; ELECTRON; KINETICS; OXIDATION REDUCTION REACTION; SURFACE PROPERTY; TEMPERATURE;

ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODES; ELECTROLYTES; ELECTRONS; GOLD; KINETICS; MODELS, CHEMICAL; OXIDATION-REDUCTION; POLYMERS; SULFHYDRYL COMPOUNDS; SURFACE PROPERTIES; TEMPERATURE;

EID: 33846476148     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b611448b     Document Type: Article

References (138)

1. V. Balzani, Electron Transfer in Chemistry, Wiley-VCH, New York, 2001
2. J. Jortner M. Bixon Adv. Chem. Phys. 1999 106 1
3. V. Mujica M. Kemp M. A. Ratner J. Chem. Phys. 1994 101 6856
4. D. Segal A. Nitzan M. Ratner W. B. Davis J. Phys. Chem. B 2000 104 2790
5. A. Nitzan Annu. Rev. Phys. Chem. 2001 52 681
6. D. Adams L. Brus C. E. D. Chidsey S. Creager C. Creutz C. R. Kagan P. V. Kamat M. Lieberman S. Lindsay R. A. Marcus R. M. Metzger M. E. Michel-Beyerle J. R. Miller M. D. Newton D. R. Rolison O. Sankey K. S. Schanze J. Yardley X. Zhu J. Phys. Chem. B 2003 107 6668
7. N. Sutin Prog. Inorg. Chem. 1983 30 441
8. R. A. Marcus N. Sutin Biochim. Biophys. Acta 1985 811 265
9. M. D. Newton N. Sutin Annu. Rev. Phys. Chem. 1984 35 437
10. J. F. Smalley S. B. Sachs C. E. D. Chidsey S. P. Dudek H. D. Sikes S. E. Creager C. J. Yu S. W. Feldberg M. D. Newton J. Am. Chem. Soc. 2004 126 14620
11. F. A. Armstrong Curr. Opin. Chem. Biol. 2005 9 110
12. A. M. Bond H. A. O. Hill S. Komorskylovric M. Lovric M. E. McCarthy J. S. M. Psalti N. J. Walton J. Phys. Chem. 1992 96 8100
13. Z. J. Karpinski S. Song R. A. Osteryoung Inorg. Chim. Acta 1994 225 9
14. D. A. Walsh T. E. Keyes R. J. Forster J. Phys. Chem. B 2004 108 2631
15. A. M. Becka C. J. Miller J. Am. Chem. Soc. 1992 96 2657
16. K. Slowinski K. U. Slowinska M. Majda J. Phys. Chem. B 1999 103 8544
17. L. T. Cai H. Skulason J. G. Kushmerick S. K. Pollack J. Naciri R. Shashidhar D. L. Allara T. E. Mallouk T. S. Mayer J. Phys. Chem. B 2004 108 2827
18. B. Xu N. J. Tao Science 2003 301 1221
19. W. Y. Wang T. Lee M. A. Reed J. Phys. Chem. B 2004 108 18398
20. I. Willner B. Willner Pure Appl. Chem. 2002 74 1773
21. P. K. H. Ho J. S. Kim J. H. Burroughes H. Becker S. F. Y. Li T. M. Brown F. Cacialli R. H. Friend Nature 2000 404 481
22. G. Valincius G. Niaura B. Kazakeviciene Z. Talaikyte M. Kazemekaite E. Butkus V. Razumas Langmuir 2004 20 6631
23. S. Tsujimura M. Fujita H. Tatsumi K. Kano T. Ikeda Phys. Chem. Chem. Phys. 2001 3 1331
24. N. A. Anderson X. Ai D. T. Chen D. L. Mohler T. Q. Lian J. Phys. Chem. B 2003 107 14231
25. C. D. Bain H. A. Biebuyck G. M. Whitesides Langmuir 1989 5 723
26. C. E. D. Chidsey C. R. Bertozzi T. M. Putvinski A. M. Mujsce J. Am. Chem. Soc. 1990 112 4301
27. D. Dubois R. Nuzzo Annu. Rev. Phys. Chem. 1992 43 437
28. H. O. Finklea, in Electroanalytical Chemistry, ed., A. J. Bard, and, I. Rubinstein,, Marcel Dekker, New York, 1996, Vol. 19, pp. 109-335
29. J. M. Tour Acc. Chem. Res. 2000 33 791
30. F.-R. F. Fan J. Yang L. Cai D. W. Price S. M. Dirk D. Kosynkin Z. Yao A. M. Rawlett J. M. Tour A. J. Bard J. Am. Chem. Soc. 2002 124 5550
31. F. Schreiber Prog. Surf. Sci. 2000 65 151
32. V. Mujica M. Kemp M. A. Ratner J. Chem. Phys. 1994 101 6849
33. P. Damle A. W. Ghosh S. Datta Chem. Phys. 2002 281 171
34. S.-H. Ke H. U. Baranger W. Yang J. Chem. Phys. 2005 123 114701
35. M. D. Newton Int. J. Quantum Chem. 2000 77 255
36. E. S. Medvedev A. A. Stuchebrukhov Chem. Phys. 2004 296 181
37. A. M. Kuznetsov and J. Ulstrup, Electron Transfer in Chemistry and Biology, John Wiley & Sons, New York, 1999
38. C. E. D. Chidsey Science 1991 251 919
39. S. W. Feldberg, M. D. Newton and J. F. Smalley, in Electroanalytical Chemistry, ed., A. J. Bard, and, I. Rubinstein,, Marcel Dekker, New York, 2003, vol. 22, pp. 101-180
40. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods; Fundamentals and Applications, Wiley, New York, 2001
41. M. B. Zimmt D. H. Waldeck J. Phys. Chem. A 2003 107 3580
42. N. E. Miller M. C. Wander R. J. Cave J. Phys. Chem. A 1999 103 1084
43. O. S. Wenger B. S. Leigh R. M. Villahermosa H. B. Gray J. R. Winkler Science 2005 307 99
44. J. Jortner M. Bixon T. Langenbacher M. E. Michel-Beyerle Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998 95 12759
45. W. B. Davis W. A. Svec M. A. Ratner M. R. Wasielewski Nature 1998 396 60
46. M. Bixon J. Jortner J. Chem. Phys. 1997 107 5154
47. M. D. Newton Chem. Rev. 1991 91 767
48. M. D. Newton Theor. Chem. Acc. 2003 110 307
49. N. Sutin Prog. Inorg. Chem. 1983 30 441
50. M. D. Newton, S. W. Feldberg and J. F. Smalley, in Interfacial Electrochemistry Theory, Experiment and Applications, ed., A. Wieckowski,, Marcel Dekker, New York, 1999, pp. 97-114
51. C.-P. Hsu R. A. Marcus J. Chem. Phys. 1997 106 584
52. J. G. Kushmerick J. Lazorcik C. H. Patterson R. Shashidhar D. S. Seferos G. C. Bazan Nano Lett. 2004 4 639
53. E. S. Medvedev A. A. Stuchebrukhov J. Chem. Phys. 1997 107 3821
54. M. Galperin M. A. Ratner A. Nitzan J. Chem. Phys. 2004 121 11965
55. A. M. Kuznetsov I. G. Medvedev J. Phys. Chem. 1996 100 5721
56. A. M. Kuznetsov R. R. Nazmutdinov W. Schmickler J. Electroanal. Chem. 2002 532 171
57. J. D. Morgan P. G. Wolynes J. Phys. Chem. 1987 91 874
58. L. D. Zusman Chem. Phys. 1987 112 53
59. A. V. Gorodyskii A. I. Karasevskii D. V. Matyushov J. Electroanal. Chem. 1991 315 9
60. S. W. Feldberg N. Sutin Chem. Phys. 2006 324 216
61. J. T. Hynes J. Phys. Chem. 1986 90 3701
62. J. Jortner B. Bixon J. Chem. Phys. 1988 88 167
63. W. B. Davis M. A. Ratner M. R. Wasielewski J. Am. Chem. Soc. 2001 123 7877
64. H. D. Sikes J. F. Smalley S. P. Dudek A. R. Cook M. D. Newton C. E. D. Chidsey S. W. Feldberg Science 2001 291 1519
65. J. F. Smalley H. O. Finklea C. E. D. Chidsey M. R. Linford S. E. Creager J. P. Ferraris K. Chalfant T. Zawodzinsk S. W. Feldberg M. D. Newton J. Am. Chem. Soc. 2003 125 2004
66. H. Basch M. A. Ratner J. Chem. Phys. 2005 123 234704
67. C. D. Zangmeister S. W. Robey R. D. van Zee Y. Yao J. M. Tour J. Phys. Chem. B 2004 108 16187
68. H. D. Sikes Y. Sun S. P. Dudek C. E. D. Chidsey P. Pianetta J. Phys. Chem. B 2003 105 1170
69. Y. Q. Xue M. A. Ratner Phys. Rev. B 2003 68 115406
70. V. B. Engelkes J. B. Beebe C. D. Frisbie J. Am. Chem. Soc. 2004 126 14287
71. J. M. Beebe V. B. Engelkes L. L. Miller C. D. Frisbie J. Am. Chem. Soc. 2002 124 11268
72. Y. Selzer A. Salomon D. Cahen J. Am. Chem. Soc. 2002 124 2886
73. Y. Selzer L. Cai M. A. Cabassi Y. Yao J. M. Tour T. S. Mayer D. L. Allara Nano Lett. 2005 5 61
74. A. S. Blum J. G. Kushmerick S. K. Pollack J. C. Yang M. Moore J. Naciri R. Shashidhar B. R. Ratna J. Phys. Chem. B 2004 108 18124
75. M. Magoga C. Joachim Phys. Rev. B 1999 59 16011
76. W. Schmickler, Interfacial Electrochemistry, Oxford University Press, New York, 1996
77. J. F. Smalley L. Geng A. Chen S. W. Feldberg N. S. Lewis G. Cali J. Electroanal. Chem. 2003 549 13
78. J. F. Smalley L. Geng S. W. Feldberg L. C. Rogers J. Leddy J. Electroanal. Chem. 1993 356 181
79. R. A. Marcus J. Chem. Phys. 1956 24 966
80. R. A. Marcus Electrochim. Acta 1968 13 995
81. H. Gerischer Adv. in Electrochem. Electrochem. Eng. 1961 1 139
82. V. G. Levich Adv. in Electrochem. Electrochem. Eng. 1966 4 249
83. R. R. Dogonadze, in Reactions of Molecules at Electrodes, ed., N. S. Hush,, Wiley-Interscience, New York, 1971, p. 135
84. R. R. Dogonadze Y. A. Chizmadzhev Proc. Acad. Sci. USSR, Phys. Chem. Sect., English Transl. 1962 144 463
85. R. R. Dogonadze Y. A. Chizmadzhev Proc. Acad. Sci. USSR, Phys. Chem. Sect., English Transl. 1962 145 563
86. M. A. Vorotyntsev R. R. Dogonadze A. M. Kuznetsov Electrokhimiya 1971 7 306
87. J. F. Smalley S. W. Feldberg C. E. D. Chidsey M. R. Linford M. D. Newton Y.-P. Liu J. Phys. Chem. 1995 99 13141
88. J. F. Smalley C. V. Krishnan M. Goldman S. W. Feldberg I. Ruzic J. Electroanal. Chem. 1988 248 255
89. J. F. Smalley R. A. Macfarquhar S. W. Feldberg J. Electroanal. Chem. 1988 256 21
90. C. Amatore E. Maisonhaute Anal. Chem. 2005 77 303A
91. J. F. Smalley M. D. Newton S. W. Feldberg Electrochem. Commun. 2000 832
92. J. J. Watkins J. Y. Chen H. S. White H. D. Abruna E. Maisonhaute C. Amatore Anal. Chem. 2003 75 3962
93. R. J. White H. S. White Anal. Chem. 2005 77 214A
94. H. J. Himmel A. Terfort C. Woll J. Am. Chem. Soc. 1998 120 12069
95. L. J. Richter C. S. C. Yang P. T. Wilson C. A. Hacker R. D. van Zee J. J. Stapleton D. L. Allara J. Phys. Chem. B 2004 108 12547
96. A. Bilic R. Reimers N. S. Hush J. Chem. Phys. 2005 122 094703
97. V. Perebeinos M. D. Newton Chem. Phys. 2005 319 159
98. G. E. McManis R. M. Nielson A. Gochev M. J. Weaver J. Am. Chem. Soc. 1989 111 5533
99. R. D. Williams V. I. Petrov H. P. Lu J. T. Hupp J. Phys. Chem. A 1997 101 8070
100. G. M. Brown N. Sutin J. Am. Chem. Soc. 1979 101 883
101. Y.-P. Liu M. D. Newton J. Phys. Chem. 1994 98 7162
102. X. D. Cui A. Primak X. Zarate J. Tomfohr O. F. Sankey A. L. Moore T. A. Moore D. Gust L. A. Nagahara S. M. Lindsay J. Phys. Chem. B 2002 106 8609
103. S. Kubatkin A. Danilov M. Hjort J. Cornil J.-L. Bredas N. Stuhr-Hansen P. Hedegard T. Bjornholm Nature 2003 425 698
104. M. D. Newton H. L. Friedman J. Chem. Phys. 1988 88 4460
105. M. D. Newton H. L. Friedman J. Chem. Phys. 1988 89 3400
106. D. Eisenberg and W. Kauzmann, The Structure and Properties of Water, Oxford University Press, New York, 1969
107. a (see section 3.3.2)
108. F. C. Grozema P. T. van Duijnen Y. A. Berlin M. A. Ratner L. D. A. Siebbeles J. Phys. Chem. B 2002 106 7791
109. A. Ricca C. W. Bauschlicher, Jr J. Phys. Chem. B 2005 109 9059
110. J. Taylor M. Brandbyge K. Stokbro Phys. Rev. B 2003 68 121101
111. L. Venkataraman J. E. Klare C. Nuckolls M. S. Hybertsen M. L. Steigerwald Nature 2006 442 904
112. J. Chen L. C. Calvet M. A. Reed D. W. Carr D. S. Grubisha D. W. Bennett Chem. Phys. Lett. 1999 313 741
113. S.-H. Ke H. U. Baranger W. Yang J. Am. Chem. Soc. 2004 126 15897
114. J. M. Seminario A. G. Zacarias J. M. Tour J. Am. Chem. Soc. 1999 121 411
115. L. Venkataraman J. E. Klare I. W. Tam C. Nuckolls M. S. Hybertsen M. L. Steigerwald Nano Lett. 2006 6 458
116. B. Kim J. M. Beebe Y. Jun X.-Y. Zhu C. D. Frisbie J. Am. Chem. Soc. 2006 128 4970
117. J. F. Smalley M. D. Newton S. W. Feldberg J. Electroanal. Chem. 2006 589 1
118. X. L. Li J. He J. Hihath B. Q. Xu S. M. Lindsay N. J. Tao J. Am. Chem. Soc. 2006 128 2135
119. W. Haiss H. van Zalinge D. Bethell J. Ulstrup D. J. Schiffrin R. J. Nichols Faraday Discuss. 2006 131 253
120. W. Haiss R. J. Nichols H. van Zalinge S. J. Higgins D. Bethell D. J. Schiffrin Phys. Chem. Chem. Phys. 2004 6 4330
121. Y. Selzer M. A. Cabassi T. S. Mayer D. L. Allara Nanotechnology 2004 15 S483
122. A. A. Kornyshev A. M. Kuznetsov Chem. Phys. 2006 324 276
123. R. Liu S.-H. Ke H. U. Baranger W. Yang J. Chem. Phys. 2005 122 044703
124. M. Magoga C. Joachim Phys. Rev. B 1997 56 4722
125. M. D. Newton Adv. Chem. Phys. 1999 106 303
126. C. Liang M. D. Newton J. Phys. Chem. 1992 96 2855
127. B. P. Paulson L. A. Curtiss B. Bal G. L. Closs J. R. Miller J. Am. Chem. Soc. 1996 118 378
128. S. N. Yaliraki M. A. Ratner J. Chem. Phys. 1998 109 5036
129. S. G. Ray H. Cohen R. Naaman H. Liu D. H. Waldeck J. Phys. Chem. B 2005 109 14064
130. X. Xiao L. A. Nagahara A. M. Rawlett N. Tao J. Am. Chem. Soc. 2005 127 9235
131. X. L. Li B. Q. Xu X. Xiao X. Yang L. Zang N. J. Tao Faraday Discuss. 2006 131 111
132. W. Haiss H. v. Zalinge S. J. Higgins D. Bethell H. Höbenreich D. J. Schiffrin R. J. Nichols J. Am. Chem. Soc. 2003 125 15294
133. A. M. Kuznetsov J. Ulstrup J. Phys. Chem. A 2000 104 11531
134. A. M. Kuznetsov J. Ulstrup J. Phys. Chem. A 2001 105 7494
135. G. Oskam B. V. Bergeron G. J. Meyer P. C. Searson J. Phys. Chem. B 2001 105 6867
136. J. N. Richardson S. R. Peck L. S. Curtin L. M. Tender R. H. Terill M. T. Carter R. W. Murray G. K. Rowe S. E. Creager J. Phys. Chem. 1995 99 766
137. S. Gosavi R. A. Marcus J. Phys. Chem. B 2000 104 2067
138. H. O. Finklea K. Yoon E. Chamberlain J. Allen R. Haddox J. Phys. Chem. B 2001 105 3088