Analyzing the motion of benzene on {111}: Single molecule statistics from scanning probe images

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 111, Issue 17, 2007, Pages 6167-6182

  Mantooth, Brent A ^a,b   Charles H Sykes, E ^a,c   Han, Patrick ^a,d   Moore, Amanda M ^a   Donhauser, Zachary J ^a,e   Crespi, Vincent H ^a   Weiss, Paul S ^a  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b EDGEWOOD CHEMICAL BIOLOGICAL CENTER   (United States)

^c TUFTS UNIVERSITY   (United States)

^d TEXAS A AND M UNIVERSITY   (United States)

^e VASSAR COLLEGE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

MOLECULAR CASCADES; OVERLAYERS; QUANTIFICATION; SCANNING PROBE IMAGES;

CHARACTERIZATION; DESORPTION; DYNAMICS; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; STATISTICS; TWO DIMENSIONAL;

BENZENE;

EID: 34249006054     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0663558     Document Type: Article

References (93)

1. Tsong, T. T. Rep. Prog. Phys. 1988, 57, 759.
2. Tsong, T. T. Mater. Sci. Eng. A 2003, 353, 1.
3. Gomer, R. Rep. Prog. Phys. 1990, 53, 917.
4. Ho, W. J. Chem. Phys. 2002, 117, 11033.
5. Lauhon, L. J.; Ho, W. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 79901.
6. Pohl, D. W.; Moller, R. Rev. Sci. Instrum. 1988, 59, 840.
7. Swartzentruber, B. S. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 459.
8. Dunphy, J. C.; Sautet, P.; Ogletree, D. F.; Dabbousi, O.; Salmeron, M. B. Phys. Rev. B 1993, 47, 2320.
9. Dunphy, J. C.; Sautet, P.; Ogletree, D. F.; Salmeron, M. B. J. Vac. Sci. Technol. A 1993, 11, 2145.
10. Guo, S.; Fogarty, D. P.; Nagel, P. M.; Kandel, S. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 14074.
11. Hwang, I.-S.; Lo, R.-L.; Tsong, T. T. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 4797.
12. Osterlund, L.; Pedersen, M. O.; Stensgaard, I.; Laesgaard, E.; Besenbacher, F. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 4812.
13. Pedersen, M. O.; Osterlund, L.; Mortensen, J. J.; Mavrikakis, M.; Hansen, L. B.; Stensgaard, I.; Laegsgaard, E.; Norskov, J. K.; Besenbacher, F. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 4898.
14. Renisch, S.; Schuster, R.; Wintterlin, J.; Ertl, G. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 3839.
15. Stepanyuk, V. S.; Baranov, A. N.; Tsivlin, D. V.; Hergert, W.; Bruno, P.; Knorr, N.; Schneider, M. A.; Kern, K. Phys. Rev. B 2003, 68, 205410.
16. Stroscio, J. A.; Celotta, R. J. Science 2004, 306, 242.
17. 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.
18. Donhauser, Z. J.; Mantooth, B. A.; Pearl, T. P.; Kelly, K. F.; Nanayakkara, S. U.; Weiss, P. S. Jpn. J. Appl. Phys. 2002, 41, 4871.
19. Lewis, P. A.; Inman, C. E.; Yao, Y.; Tour, J. M.; Hutchison, J. E.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12214.
20. Moore, A. M.; Dameron, A. A.; Mantooth, B. A.; Smith, R. K.; Fuchs, D. J.; Ciszek, J. W.; Maya, F.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 128, 1959.
21. Moore, A. M.; Mantooth, B. A.; Donhauser, Z. J.; Maya, F.; Price, D. W.; Yao, Y.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. Nano Lett. 2005, 5, 2292.
22. Kulawik, M.; Heyde, M.; Nilius, N.; Rust, H. P.; Freund, H. J.; Mantooth, B. A.; Weiss, P. S. Surf. Sci. 2005, 590, L253.
23. Munakata, T. J. Chem. Phys. 1999, 110, 2736.
24. Munakata, T. Surf. Sci. 2000, 454, 118.
25. Xi, M.; Yang, M. X.; Jo, S. K.; Bent, B. E.; Stevens, P. J. Chem. Phys. 1994, 101, 9122.
26. Stranick, S. J.; Kamna, M. M.; Weiss, P. S. Rev. Sci. Instrum. 1994, 65, 3211.
27. Weiss, P. S.; Eigler, D. M. Phys. Rev. Lett. 1992, 69, 2240.
28. Kamna, M. M.; and Stranick, S. J.; and Weiss, P. S. Isr. J. Chem. 1996, 36, 59.
29. Kamna, M. M.; Stranick, S. J.; Weiss, P. S. Science 1996, 274, 118.
30. Stranick, S. J.; Kamna, M. M.; Weiss, P. S. Surf. Sci. 1995, 338, 41.
31. Stranick, S. J.; Kamna, M. M.; Weiss, P. S. Nanotechnology 1996, 7, 443.
32. Koel, B. E.; Crowell, J. E.; Mate, C. M.; Somorjai, G. A. J. Phys. Chem. 1984, 85, 1988.
33. Munakata, T.; Sakashita, T.; Shudo, K. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1998, 88, 591.
34. Munakata, T.; Sakashita, T.; Tsukakoshi, M.; Nakamura, J. Chem. Phys. Lett. 1997, 277, 377.
35. Munakata, T.; Shudo, K. Surf. Sci. 1999, 435, 184.
36. Syomin, D.; Kim, J.; Koel, B. E.; Ellison, G. B. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8387.
37. Waddill, G. D.; Kesmodel, L. L. Phys. Rev. B 1985, 31, 4940.
38. Han, P.; Mantooth, B. A.; Sykes, E. C. H.; Donhauser, Z. J.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10787.
39. Berner, S.; Brunner, M.; Ramoino, L.; Suzuki, H.; Guntherodt, H. J.; Jung, T. A. Chem. Phys. Lett. 2001, 348, 175.b
40. Stranick, S. J.; Kamna, M. M.; Weiss, P. S. Science 1994, 266, 99.
41. Rost, M. J.; Crama, L.; Schakel, P.; van Tol, E.; van Velzen-Williams, G.; Overgauw, C. F.; ter Horst, H.; Dekker, H.; Okhuijsen, B.; Seynen, M.; Vijftigschild, A.; Han, P.; Katan, A. J.; Schoots, K.; Schumm, R.; van Loo, W.; Oosterkamp, T. H.; Frenken, J. W. M. Rev. Sci. Instrum. 2005, 76, 053710.
42. Smoluchowski, R. Phys. Rev. 1941, 60, 661.
43. Sykes, E. C. H.; Mantooth, B. A.; Han, P.; Donhauser, Z. J.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7255.
44. Sautet, P.; Bocquet, M. L. Surf. Sci. 1994, 304, L445.
45. Weiss, P. S.; Kamma, M. M.; Graham, T. M.; Stranick, S. J. Langmuir 1998, 14, 1284.
46. Barth, J. V.; Brune, H.; Ertl, G.; Behm, R. J. Phys. Rev. B 1990, 42, 9307.
47. Ibach, H. Surf. Sci. Rep. 1997, 29, 195.
48. Narasimhan, S.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. Lett. 1992, 69, 1564.
49. Burgi, L.; Brune, H.; Kern, K. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 176801.
50. Hamm, G.; Schmidt, T.; Breitbach, J.; Franke, D.; Becker, C.; Wandelt, K. Surf. Sci. 2004, 562, 170.
51. Yau, S. L.; Kim, Y. G.; Itaya, K. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7795.
52. Yoon, H. A.; Salmeron, M.; Somorjai, G. A. Surf. Sci. 1997, 373, 300.
53. Leinbock, B.; Kromker, B.; Wiechert, H.; Hofmann, M. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 1954.
54. Mouritsen, O. G. Phys. Rev. B 1985, 32, 1632.
55. Binnig, G.; Fuchs, H.; Stoll, E. Surf. Sci. 1986, 169, L295.
56. Sykes, E. C. H.; Han, P.; Weiss. P. S. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5016.
57. Kuipers, L.; Loos, R.; Neerings, H.; Horst, J. t.; Ruwiel, G. J.; Johgh, A. d.; Frenken, J. Rev. Sci. Instr. 2005, 66, 4557.
58. Poirier, G. E. Chem. Rev. 1997, 97, 1117.
59. Barth, J. V.; Behm, R. J.; Ertl, G. Surf. Sci. 1995, 341, 62.
60. Barth, J. V.; Schuster, R.; Behm, R. J.; Ertl, G. Surf. Sci. 1996, 348, 280.
61. Most of the image processing operators and functions used in this paper are provided in the image processing toolbox for Matlab V7.0 R14; The Mathworks, Inc.: Natick, MA.
62. Mantooth, B. A.; Donhauser, Z. J.; Kelly, K. F.; Weiss, P. S. Rev. Sci. Instrum. 2002, 73, 313.
63. Gonzalez, R. C.; Woods, R. E. Digital Image Processing, 2nd ed.; Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, 2002.
64. z ∩A ≠ Ø}, this operator is included in most image processing programs and is described in full detail in ref 63.
65. Wolkow, R. A.; Moffatt, D. J. J. Chem. Phys. 1995, 103, 10696.
66. Pascual, J. I.; Jackiw, J. J.; Kelly, K. P.; Conrad, H.; Rust, H. P.; Weiss. P. S. Phys. Rev. B 2000, 62, 12632.
67. Kato, H. S.; Okuyama, H.; Yoshinobu, J.; Kawai, M. Surf. Sc. 2002, 513, 239.
68. Sykes, E. C. H.; Han, P.; Kandel, S. A.; Kelly, K. F.; McCarty, G. S.; Weiss, P. S. Acc Chem. Res. 2003, 36, 945.
69. Seebauer, E. G.; Allen, C. E. Prog. Surf. Sc. 1995, 49, 265.
70. BAu/(b - In At) + RT, where b is the intercept. Further, this analysis depends on the adsorb/desorb rates from frame to frame to be very low such that these events can be observed by imaging.
71. Kevan, S. D. J. Mol. Catal. A-Chem. 1998, 131, 19.
72. Merrick, M. L.; Luo, W. W.; Fichthorn, K. A. Prog. Surf. Sci. 2003, 72, 117.
73. Brako, R.; Sokcevie, D. Surf. Sci. 2000, 469, 185.
74. Burgi, L.; Knorr, N.; Brune, H.; Schneider, M. A.; Kern, K. Appl. Phys. A 2002, 75, 141.
75. Burgi, L.; Petersen, L.; Brune, H.; Kern, K. Surf. Sci. 2000, 447, L157.
76. Hasegawa, Y.; Avouris, P. Phys. Rev. Lett. 1993, 71, 1071.
77. Hasegawa, Y.; Avouris, P. Jpn. J. Appl. Phys. 1994, 33, 3675.
78. Petersen, L.; Laitenberger, P.; Laegsgaard, E.; Besenbacher, F. Phys. Rev. B 1998, 58, 7361.
79. Crommie, M. F.; Lutz, C. P.; Eigler, D. M.; Heller, E. J. Physica D 1995, 83, 98.
80. Manoharan, H. C.; Lutz, C. P.; Eigler, D. M. Nature 2000, 403, 512.
81. Repp, J.; Moresco, F.; Meyer, G.; Rieder, K. H.; Hyldgaard, P.; Persson, M. Phys. Rev. Lett. 2000, 55, 2981.
82. Kevan, S. D.; Gaylord, R. H. Phys. Rev. B 1987, 36, 5809.
83. Weiss, P. S.; Eigler, D. M. Phys. Rev. Lett. 1993, 71, 3139.
84. Heinrich, A. J.; Lutz, C. P.; Gupta, J. A.; Eigler, D. M. Science 2002, 298, 1381.
85. Aichele, M.; Gebremichael, Y.; Starr, F. W.; Baschnagel, J.; Glotzer, S. C. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5290.
86. Bennemann, C.; Donati, C.; Baschnagel, J.; Glotzer, S. C. Nature 1999, 399, 246.
87. Gebremichael, Y.; Vogel, M.; Glotzer, S. C. J. Chem. Phys. 2004, 120, 4415.
88. Vogel, M.; Doliwa, B.; Heuer, A.; Glotzer, S. C. J. Chem. Phys. 2004, 120, 4404.
89. Chirita, V.; Munger, E. P.; Greene, J. E.; Sundgren, J. E. Surf. Sci. 1999, 436, L641.
90. Chirita, V.; Munger, E. P.; Greene, J. E.; Sundgren, J. E. Thin Solid Films 2000, 370, 179.
91. Papathanakos, V.; Evangelakis, G. A. Surf. Sci. 2002, 499, 229.
92. Ala-Nissila, T.; Ferrando, R.; Ying, S. C. Adv. Phys. 2002, 51, 949.
93. Briner, B. G.; Doering, M.; Rust, H. P.; Bradshaw, A. M. Science 1997, 275, 257.