Structural and conductance transitions of rotaxane based nanostructures and application in nanorecording

Journal of Computational and Theoretical Nanoscience

Volumn 3, Issue 6, 2006, Pages 970-981

  Gao, Hongjun ^a   Ji, Wei ^a   Feng, Min ^a  

^a INSTITUTE OF PHYSICS   (China)

Author keywords

Conductance transition; Nanorecording; Rotaxane molecules; STM manipulation; Structural transition

Indexed keywords

CONDUCTIVE FILMS; CONFORMATIONS; ELECTRIC CONDUCTANCE; ELECTRONIC STRUCTURE; LANGMUIR BLODGETT FILMS; MOLECULES; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; THERMOELECTRIC EQUIPMENT; THIN FILM TRANSISTORS; THIN FILMS;

CYCLOBIS(PARAQUAT-P-PHENYLENE); MICROSCOPIC MEASUREMENT; MOLECULAR CONFORMATION; MOLECULAR ELECTRONIC DEVICE; NANORECORDING; ROTAXANES; STM MANIPULATION; STRUCTURAL TRANSITIONS;

MOLECULAR ELECTRONICS;

EID: 35548936147     PISSN: 15461955     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jctn.2006.3085     Document Type: Article

References (51)

1. R. A. Bissell, E. Cordova, A. Kaifer, and J. F. Stoddart, Nature 369, 133 (1994).
2. A. Credi, V. Balzani, S. J. Langford, and J. F. Stoddart, J. Am. Chem. Soc. 119, 2679 (1997).
3. C. P. Collier, E. W. Wong, M. Belohradský, F. M. Raymo, J. F. Stoddart, P. J. Kuekes, R. S. Williams, and J. R. Heath, Science 285, 391 (1999).
4. C. P. Collier, G. Mattersteig, E. W. Wong, Y. Luo, K. Beverly, J. Sampaio, F. M. Raymo, J. F. Stoddart, and J. R. Heath, Science 289, 1172 (2000).
5. V. Balzani, A. Credi, S. J. Langford, F. M. Raymo, J. F. Stoddart, and M. Venturi, J. Am. Chem. Soc. 122, 3543 (2000).
6. C. Joachim, J. K. Gimzewski, and A. Aviram, Nature 408, 541 (2000).
7. C. P. Collier, J. O. Jeppesen, Y. Luo, J. Perkins, E. W. Wong, J. R. Heath, and J. F. Stoddart, J. Am. Chem. Soc. 123, 12632 (2001).
8. Y. Luo, C. P. Collier, J. O. Jeppesen, K. A. Nielsen, E. Delonno, G. Ho, J. Perkins, H. R. Tseng, T. Yamamoto, J. F. Stoddart, and J. R. Heath, Chem Phys. Chem 3, 519 (2002).
9. H. B. Yu, Y. Luo, K. Beverly, J. F. Stoddart, H. R. Tseng, and J. R. Heath, Angew. Chem. Int. Ed. 42, 5706 (2003).
10. D. R. Stewart, D. A. A. Ohlberg, P. A. Beck, R. S. Williams, and J. F. Stoddart, NanoLetters 4, 133 (2004).
11. Y. H. Jang, S. Hwang, Y. H. Kim, S. S. Jang, and W. A. Goddart, III, J. Am Chem. Soc. 126, 12636 (2004).
12. W. Q. Deng, R. P. Muller. and W. A. Goddard, III, J. Am. Chem. Soc. 126, 13562 (2004).
13. Y. H. Kim, S. S. Jang, Y. H. Jang, and W. A. Goddard, III, Phys. Rev. Lett. 94, 156801 (2005).
14. M. Feng, X. F. Guo, X. Lin, X. B. He, W. Ji, S. X. Du, D. Q. Zhang, D. B. Zhu, and H. J. Gao, J. Am. Chem. Soc. 127, 15338 (2005).
15. X. Zheng and K. Sohlberg, J. Phys. Chem. A 107, 1207 (2003).
16. X. Zheng and K. Sohlberg, Phys. Chem. Chem. Phys. 6, 809 (2004).
17. Y. Tsukamoto and A. Sato, Nature 363, 431 (1993).
18. P. Vettiger, M. Despont, U. Drechsler, U. Dürig, W. Häberle, M. I. Lutwyche, H. Rothuizen, R. Stutz, R. Widmer, and G. Binnig, IBM J. Res. Dev. 44, 323 (2000).
19. H. J. Gao, K. Sohlberg, Z. Q. Xue, H. Y. Chen, S. M. Hou, L. P. Ma, X. W. Fang, S. J. Pang, and S. J. Pennycook, Phys. Rev. Lett. 84, 1780 (2000).
20. A. Aviram and M. A. Ratner, Chem. Phys. Lett. 29, 277 (1974).
21. J. Chen, M. A. Reed, A. M. Rawlett, and J. M. Tour, Science 286, 1550 (1999).
22. D. I. Gittins, D. Bethell, D. J. Schiffrin, and R. J. Nichols, Nature 408, 67 (2000).
23. Z. M. Liu, A. A. Yasseri, J. S. Lindsey, and D. F. Bocian, Science 302, 1543 (2003).
24. R. F. Service, Science 302, 556 (2003).
25. J. A. Stroscio and D. M. Eigler, Science 254, 1319 (1991).
26. D. M. Eigler, C. P. Lutz, and W. E. Rudge, Nature 352, 600 (1991).
27. D. I. Gittins, D. Bethell, D. J. Schiffrin, and R. J. Nichols, Nature 408, 67 (2000).
28. Z. J. Donhauser, B. A. Mantooth, K. F. Kelly, L. A. Bumm, J. D. Monnell, J. J. Stapleton, D. W. Price, Jr., A. M. Rawlett, D. L. Allara, J. M. Tour, and P. S. Weiss, Science 292, 2303 (2001).
29. W. J. Liang, M. P. Shores, M. Bockrath, J. R. Long, and H. Park, Nature 417, 725 (2002).
30. D. X. Shi, Y. L. Song, H. X. Zhang, P. Jiang, S. T. He, S. S. Xie, S. J. Pang, and H.-J. Gao, Appl. Phys. Lett. 77, 3203 (2000).
31. D. X. Shi, Y. L. Song, D. B. Zhu, H. J. Gao, H. X. Zhang, S. T. He, and S. J. Pang, Adv. Mater. 13, 1103 (2001).
32. L. P. Ma, Y. L. Song, H. J. Gao, W. B. Zhao, H. Y. Chen, Z. Q. Xue, and S. J. Pang, Appl. Phys. Lett. 69, 3752 (1996).
33. L. P. Ma, J. Liu, and Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 80, 2997 (2002).
34. K. Yano, M. Kyogaku, R. Kuroda, Y. Shimada, S. Shido, H. Matsuda, K. Takimoto, O. Albrecht, K. Eguchi, and T. Nakagiri, Appl. Phys. Lett. 68, 188 (1996).
35. A. Bandyopadhyay and A. J. Pal, Appl. Phys. Lett. 82, 1215 (2003).
36. V. Bermudez, N. Capron, T. Gase, F. G. Gatti, F. Kajzar, D. A. Leigh, F. Zerbetto, and S. Zhang, Nature 406, 608 (2000).
37. H. Yanagi, K. Lkuta, H. Mukai, and T. Shibutani, Nanoletters 2, 951 (2002).
38. B. C. Stipe, M. A. Rezaei, and W. Ho, Science 279, 1907 (1998).
39. T. A. Jung, R. R. Schlittler, J. K. Gimzewski, H. Tang, and C. Joachim, Science 271, 181 (1996).
40. X. F. Guo, Ph.D. Thesis, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences (2004).
41. M. Feng, H. J. Gao, L. Gao, Z. T. Deng, Z. H. Cheng, W. Ji, D. Q. Zhang, X. F. Guo, X. Lin, S. X. Du, L. F. Chi, D. B. Zhu, H. Fuchs, C. Joachim, and S. J. Pennycook, Nat. Mater, (submitted).
42. Experimental details are available online at http://nano.iphy.ac.cn/pub/ methods.jctn.pdf
43. Y. L. Wang, W. Ji, D. X. Shi. S. X. Du, C. Seidel. Y. G. Ma, H. J. Gao, L. F. Chi. and H. Fuchs, Phys. Rev. B 69, 075408 (2004).
44. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli. J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. GUI, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, and J. A. Pople, Gaussian 03, Revision C.02, Gaussian, Inc., Wallingford, CT (2004).
45. J. W. Robinson, Practical Handbook of Spectroscopy, CRC, London (1991).
46. H. K. Henish and W. R. Smith, Appl Phys. Lett. 24, 589 (1974).
47. H. Carchano, R. Lacoste, and R. Y. Segui, Appl. Phys. Lett. 19, 414 (1971).
48. R. S. Potember, T. O. Poehler, and D. O. Cowan, Appl. Phys. Lett. 34, 405 (1979).
49. M. Cavallini, F. Biscarini, S. Léon, F. Zerbetto, G. Bottari, and D. A. Leigh, Science 299, 531 (2003).
50. H. M. Wu, Y. L. Song, S. X. Du, H. W. Liu, H. J. Gao, L. Jiang, and D. B. Zhu, Adv. Mater. 15, 1925 (2003).
51. Y. Q. Wen, Y. L. Song, G. Y. Jiang, D. B. Zhao, K. L. Ding, W. F. Yuan, X. Lin, H. J. Gao, L. Jiang, and D. B. Zhu, Adv. Mater. 16, 2018 (2004).