Surfactantless synthesis of silver nanoplates and their application in SERS

Small

Volumn 3, Issue 11, 2007, Pages 1964-1975

  Sun, Yugang ^a   Wiederrecht, Gary P ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

Galvanic reactions; Nanoplates; Raman spectroscopy; Roughness; Silver

Indexed keywords

PHOTOCHEMICAL REACTIONS; RAMAN SPECTROSCOPY; SILVER; SYNTHESIS (CHEMICAL);

GALVANIC REACTIONS; NANOPLATES; SURFACE-ENHANCED SPECTROSCOPIES;

NANOSTRUCTURES;

NANOMATERIAL; SILVER; SURFACTANT;

ARTICLE; CHEMISTRY; CONFORMATION; CRYSTALLIZATION; MACROMOLECULE; MATERIALS TESTING; METHODOLOGY; NANOTECHNOLOGY; PARTICLE SIZE; SURFACE PLASMON RESONANCE; SURFACE PROPERTY; ULTRASTRUCTURE;

CRYSTALLIZATION; MACROMOLECULAR SUBSTANCES; MATERIALS TESTING; MOLECULAR CONFORMATION; NANOSTRUCTURES; NANOTECHNOLOGY; PARTICLE SIZE; SILVER; SURFACE PLASMON RESONANCE; SURFACE PROPERTIES; SURFACE-ACTIVE AGENTS;

EID: 36049040410     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.200700484     Document Type: Article

References (131)

1. a) A. N. Shipway, E. Katz, I. Willner, ChemPhysChem 2000, 2, 18;
2. b) C. N. R. Rao, A. K. Cheetham, J. Mater. Chem. 2001, 12, 2887;
3. c) C. B. Murray, S. Sun, H. Doyle, T. Betley, Mater. Res. Soc. Bull. 2001, 26, 985;
4. d) W. P. Halperin, Rev. Mod. Phys. 1986, 58, 533;
5. e) A. C. Templeton, W. P. Wuelfing, R. W. Murray, Acc. Chem. Res. 2000, 33, 27.
6. a) L. N. Lewis, Chem. Rev. 1993, 93, 2693;
7. b) T. S. Ahmadi, Z. L. Wang, T. C. Green, A. Henglein, M. A. El-Sayed, Science 1996, 272, 1924;
8. c) M. D. Hughes, Y.-J. Xu, P. Jenkins, P. McMorn, P. Landon, D. I. Enache, A. F. Carley, G. A. Attard, G. J. Hutchings, F. King, E. H. Stitt, P. Johnston, K. Griffin, C. J. Kiely, Nature 2005, 437, 1132;
9. d) W. Yan, S. Brown, Z. Pan, S. M. Mahurin, S. H. Overbury, S. Dai, Angew. Chem. 2006, 118, 3696;
10. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3614.
11. a) D. M.-K. Lam, B. W. Rossiter, Sci. Am. 1995, 265, 80;
12. b) M. Ware, Gold Bull. 2006, 39, 124.
13. a) S. A. Maier, M. L. Brongersma, P. G. Kik, S. Meltzer, A. A. G. Requicha, H. A. Atwater, Adv. Mater. 2001, 13, 1501;
14. b) W. L. Barnes, A. Dereux, T. W. Ebbesen, Nature 2003, 424, 824;
15. c) H. Ditlbacher, A. Hohenau, D. Wagner, U. Kreibig, M. Rogers, F. Hofer, F. R. Aussenegg, J. R. Krenn, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 257403;
16. d) A. N. Grigorenko, A. K. Geim, H. F. Gleeson, Y. Zhang, A. A. Firsov, I. Y. Khrushchev, J. Petrovic, Nature 2005, 438, 17.
17. a) Y. Wu, Y. Li, B. S. Ong, P. Liu, S. Gardner, B. Chiang, Adv. Mater. 2005, 17, 184;
18. b) S. Chen, Y. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5280.
19. T.-H. Lee, J. I. Gonzalez, J. Zheng, R. M. Dickson, Acc. Chem. Res. 2005, 38, 534.
20. a) L. A. Peyser, A. E. Vinson, A. P. Bartko, R. M. Dickson, Science 2000, 289, 1757;
21. b) B. I. Shapiro, High Energy Chem. 2007, 41, 43.
22. a) Y. Sun, Y. Xia, Anal. Chem. 2002, 74, 5297;
23. b) L. R. Hirsch, J. B. Jackson, A. Lee, N. J. Halas, J. L. West, Anal. Chem. 2003, 75, 2377;
24. c) C. R. Yonzon, C. L. Haynes, X. Zhang, J. T. Walsh, Jr., R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 2004, 76, 78;
25. d) Y. Kim, R. C. Johnson, J. T. Hupp, Nano Lett. 2001, 1, 165.
26. a) T. A. Taton, C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, Science 2000, 289, 1757;
27. b)J.-M. Nam, C. S. Thaxton, C. A. Mirkin, Science 2003, 301, 1884;
28. c) S. R. Nicewarner-Peña, R. G. Freeman, B. D. Reiss, L. He, D. J. Peña, I. D. Walton, R. Cromer, C. D. Keating, M. J. Natan, Science 2001, 294, 137.
29. a) J. Chen, F. Saeki, B. J. Wiley, H. Cang, M. J. Cobb, Z.-Y. Li, L. Au, H. Zhang, M. B. Kimmey, X. Li, Y. Xia, Nano Lett. 2005, 5, 473;
30. b) I. H. El-Sayed, X. Huang, M. A. El-Sayed, Nano Lett. 2005, 5, 829;
31. c) N. J. Durr, T. Larson, D. K. Smith, B. A. Korgel, K. Sokolov, A. Ben-Yakar, Nano Lett. 2007, 7, 941.
32. a) J. L. West, N. J. Halas, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2003, 5, 285;
33. b) D. P. O'Neal, L R. Hirsch, N. J. Halas, J. D. Payne, J. L. West, Cancer Lett. 2004, 209, 171.
34. SERS: a) Y. C. Cao, R. Jin, C. A. Mirkin, Science 2002, 297, 1536;
35. b) L Qin, S. Zou, C. Xue, A. Atkinson, G. C. Schatz, C. A. Mirkin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 203, 13300;
36. c) R. Jin, Y. C. Cao, C. S. Thaxton, C. A. Mirkin, Small 2006, 2, 375;
37. d) Y. Xiong, J. M. McLellan, J. Chen, Y. Yin, Z.-Y. Li, Y. Xia, ;. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17118;
38. e) J. M. McLellan, A. Siekkinen, J. Chen, Y. Xia, Chem. Phys. Lett. 2006, 427, 122;
39. f) A. Tao, F. Kim, C. Hess, J. Goldberger, R. He, Y. Sun, Y. Xia, P. Yang, Nano Lett. 2003, 3, 1229;
40. g) J. Zhao, A. Das, X. Zhang, G. C. Schatz, S. G. Sligar, R. P. Van Duyne, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11004;
41. h) X. Zhang, M. A. Young, O. Lyandres, R. O. Van Duyne, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4484;
42. i) H. Wang, C. S. Levin, N. J. Halas, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14992;
43. j) J. B. Jackson, N.J. Halas, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 17930;
44. k) A. M. Schwartzberg, T. Y. Oshiro, J. Z. Zhang, T. Huser, C. E. Talley, Anal. Chem. 2006, 78, 4732;
45. k) S. Nie, S. R. Emory, Science 1997, 275, 1102.
46. Surface-enhanced fluorescence: a) K. Asian, J. Huang, G. M. Wilson, C. D. Geddes, J. Am. Chem. Soc. 2006, 228, 4206;
47. b) K. Asian, M. Wu, J. R. Lakowicz, C. D. Geddes, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1524;
48. c) P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. DeVittorio, F. Calabi, R. Cingolani, R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 2006, 1, 126;
49. d) G. Lu, H. Shen, B. Cheng, Z. Chen, C. A. Marquette, L. J. Blum, O. Tillement, S. Roux, G. Ledoux, M. Ou, P. Perriat, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 223128.
50. a) M. A. El-Sayed, Acc. Chem. Res. 2001, 34, 257;
51. b) M. Hu, J. Chen, Z.-Y. Li, L. Au, G. V. Hartland, X. Li, M. Marquez, Y. Xia, Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 1084;
52. c) C. J. Murphy, N. R. Jana, Adv. Mater. 2002, 24, 80;
53. d) J. Chen, B. Wiley, Z.-Y. Li, D. Campbell, F. Saeki, H. Cang, L. Au, J. Lee, X. Li, Y. Xia, Adv. Mater. 2005, 17, 2255.
54. a) K.-S. Lee, M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 2006, 120, 19220;
55. b) M. B. Mohamed, V. Volkov, S. Link, M. A. El-Sayed, Chem. Phys. Lett. 2000, 317, 517;
56. c) A. Bouhelier, R. Bachelot, G. Lerondel, S. Kostcheev, P. Royer, G. P. Wiederrecht, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 267405.
57. a) J. P. Kottmann, O. J. F. Martin, D. R. Smith, S. Schultz, Phys. Rev. B 2001, 64, 235402;
58. b) T. R. Jensen, L. Kelly, A. Lazarides, G. C. Schatz, J. Cluster Sci. 1999, 10, 295;
59. c) S. H. Im, Y. T. Lee, B. Wiley, Y. Xia, Angew. Chem. 2005, 117, 2192;
60. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2154;
61. d) B. J. Wiley, S. H. Im, Z.-Y. Li, J. McLeilan, A. Siekkinen, Y. Xia, ;. Phys. Chem. B 2006, 110, 15666.
62. a) Y. Sun, Y. Xia, Science 2002, 298, 2176;
63. b) F. Dumestre, B. Chaudret, C. Amiens, P. Renaud, P. Fejes, Science 2004, 303, 821;
64. c) Y. T. Lee, S. H. Im, B. Wiley, Y. Xia, Chem. Phys. Lett. 2005, 411, 479;
65. d) S. Kundu, S. Panigraphi, S. Praharaj, S. Basu, S. K. Ghosh, A. Pal, T. Pal, Nanotechnology 2007, 18, 075712;
66. e) A. R. Siekkinen, J. M. McLellan, J. Chen, Y. Xia, Chem. Phys. Lett. 2006, 432, 491.
67. a) A. A. Zinchenko, K. Yoshikawa, D. Baigl, Adv. Mater. 2005, 17, 2820;
68. b) Y. Sun, Y. Xia, Adv. Mater. 2003, 15, 695;
69. c) G. S. Métraux, Y. C. Cao, R. Jin, C. A. Mirkin, Nano Lett. 2003, 3, 519;
70. d) L.-P. Jiang, S. Xu, J.-M. Zhu, J.-R. Zhang, J.-J. Zhu, H.-Y. Chen, Inorg. Chem. 2004, 43, 5877;
71. e) J. Zhu, W. Jiang, Mater. Chem. Phys. 2007, 101, 56.
72. a) B. J. Wiley, Z. Wang, J. Wei, Y. Yin, D. H. Cobden, Y. Xia, Nano Lett. 2006, 6, 2273;
73. b) B. Wiley, Y. Sun, B. Mayers, Y. Xia, Chem. Eur. J. 2005, 11, 454;
74. c) Y. Xia, P. Yang, Y. Sun, Y. Wu, B. Mayers, B. Gates, Y. Yin, F. Kim, H. Yan, Adv. Mater. 2003, 15, 353;
75. d) J. H. Song, F. Kim, D. Kim, P. Yang, Chem. Eur. J. 2005, 11, 910;
76. e) F. Kim, J. H. Song, P. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14316;
77. f) C. J. Murphy, A. M. Gole, S. E. Hunyadi, C. J. Orendorff, lnorg. Chem. 2006, 45, 7544;
78. g) B. D. Busbee, S. O. Obare, C. J. Murphy, Adv. Mater. 2003, 15, 414;
79. h) L. Gou, C. J. Murphy, Chem. Mater. 2005, 17, 3668.
80. a) O. Krichevski, G. Markovich, Langmuir 2007, 23, 1496;
81. b) C. L. Nehl, H. Liao, J. H. Hafner, Nano Lett. 2006, 6, 683.
82. a) R. Jin, Y. Cao, C. A. Mirkin, K. L. Kelly, G. C. Schatz, J. G. Zheng, Science 2001, 294, 1901;
83. b) R. Jin, Y. C. Cao, E. Hao, G. S. Métraux, G. C. Schatz, C. A. Mirkin, Nature 2003, 425, 487;
84. c) L. A. Gugliotti, D. L. Feldheim, B. E. Eaton, Science 2004, 304, 850;
85. d) C. Xue, C. A. Mirkin, Angew. Chem. 2007, 119, 2082;
86. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2036.
87. a) I. Pastoriza-Santos, L. M. Liz-Marzán, Nano Lett. 2002, 2, 903;
88. b) H. Ma, S. Huang, X. Feng, X. Zhang, F. Tian, F. Yong, W. Pan, Y. Wang, S. Chen, ChemPhysChem 2006, 7, 333;
89. c) C. S. Ah, Y. J. Yun, H. J. Park, W.-J. Kim, D. H. Ha, W. S. Yun, Chem. Mater. 2005, 17, 5558.
90. X. Sun, S. Dong, E. Wang, Langmuir 2001, 21, 4710.
91. a) S. Chen, D. L. Carroll, Nano Lett. 2002, 2, 1003;
92. b) S. Chen, Z. Fan, D. L. Carroll, ;. Phys. Chem. B 2002, 206, 10777.
93. a) M. Maillard, S. Giorgio, M.-P. Pileni, Adv. Mater. 2002, 24, 1084;
94. b) M. Maillard, S. Giorgio, M.-P. Pileni, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2466.
95. a) V. F. Puntes, D. Zanchet, C. K. Erdonmez, A. P. Alivisatos, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12874;
96. b) V. F. Puntes, K. Krishnan, A. P. Alivisatos, Top. Catal. 2002, 19, 145;
97. c) Y.-B. Chen, L Chen, L.-M. Wu, Inorg. Chem. 2005, 44, 9817;
98. d) M. Maillard, P. Huang, L. Brus, Nano Lett. 2003, 3, 1611.
99. a) S. S. Shankar, A. Rai, B. Ankamwar, A. Singh, A. Ahmad, M. Sastry, Nat Mater. 2004, 3, 482;
100. b) A. Rai, A. Singh, A. Ahmad, M. Sastry, Langmuir 2006, 22, 736;
101. c) B. Liu, J. Xie, J. Y. Lee, Y. P. Ting, J. P. Chen, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15256.
102. Y. Wu, Y. Li, B. S. Ong, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4202.
103. J. A. Dieringer, A. D. McFarland, N. C. Shah, D. A. Stuart, A. V. Whitney, C. R. Yonzon, M. A. Young, X. Zhang, R. P. Van Duyne, Faraday Discuss. 2006, 132, 9.
104. C. L. Haynes, R. P. Van Duyne, ;. Phys. Chem. B 2001, 105, 5599.
105. M. R. H. Nezhad, M. Aizawa, L. A. Porter, Jr., A. E. Ribbe, J. M. Buriak, Small 2005, 1, 1076.
106. K. Peng, Y. Yan, S. Gao, J. Zhu, Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 127.
107. a) L. Magagnin, R. Maboudian, C. Carraro, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 401;
108. b) F. A. Harraz, T. Tsuboi, J. Sasano, T. Sakka, Y. H. Ogata, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, C456;
109. c) L. A. Porter, Jr., H. C. Choi, A. E. Ribbe, J. M. Buriak, Nano Lett. 2002, 2, 1067.
110. a) M. Aizawa, A. M. Cooper, M. Malac, J. M. Buriak, Nano Lett. 2005, 5, 815;
111. b) H. Lin, J. Mock, D. Smith, T. Gao, M. J. Sailor, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11654.
112. a) Y. Sun, D.-Y. Khang, F. Hua, K. Hurley, R. G. Nuzzo, J. A. Rogers, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 30;
113. b) Y. Sun, R. A. Graff, M. S. Strano, J. A. Rogers, Small 2005, 1, 1052;
114. c) Y. Sun, J. A. Rogers, Nano Lett. 2004, 4, 1953.
115. S. Adachi, K. Oe, J. Electrochem. Soc. 1983, 130, 2427.
116. R. D. Deegan, O. Bakajin, T. F. Dupont, G. Huber, S. R. Nagel, T. A. Witten, Nature 1997, 389, 827.
117. P. L. Redmond, A. J. Hallock, L. E. Brus, Nano Lett. 2005, 5, 131.
118. P. Allongue, E. Souteyrand, J. Electroanal. Chem. 1993, 362, 79.
119. M. Chen, L. Gao, Inorg. Chem. 2006, 45, 5145.
120. P. Gorostiza, P. Allongue, R. Diaz, J. R. Morante, F. Sanz, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6454.
121. D. Mandler, A. J. Bard, Langmuir 1990, 6, 1489.
122. P. Allongue, S. Blonkowski, J. Electroanal. Chem. Interfacial. Electrochem. 1991, 317, 77.
123. P. Allongue, S. Blonkowski, E. Souteyrand, Electrochim. Acta 1992, 37, 781.
124. a) T. Baum, S. Ye, K. Uosaki, Langmuir 1999, 15, 8577;
125. th IEEE Conference on Nanotechnology, Nagoya, Japan, July 2005.
126. Y. Cui, B. Ren, J.-L. Yao, R.-A. Gu, Z.-Q. Tian, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4002.
127. T. H. Joo, M. S. Kim, K. Kim, J. Raman Spectrosc. 1987, 18, 57.
128. B. J. Kennedy, S. Spaeth, M. Dickey, K. T. Carron, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3640.
129. a) H. Wang, G. P. Goodrich, F. Tam, C. Oubre, P. Nordlander, N. J. Halas, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11083;
130. b) C. R. Yonzon, D. A. Stuart, X. Zhang, A. D. McFarland, C. L. Haynes, R. P. Van Duyne, Talanta 2005, 67, 438;
131. c) G. A. Baker, D. S. Moore, Anal. Bioanal. Chem. 2005, 382, 1751.