Applications of single-molecule microscopy to problems in dyed composite materials

International Reviews in Physical Chemistry

Volumn 27, Issue 2, 2008, Pages 167-200

  Wustholz, Kristin L ^a   Sluss, Daniel R B ^a   Kahr, Bart ^a   Reid, Philip J ^a  

^a UNIVERSITY OF WASHINGTON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 41849116311     PISSN: 0144235X     EISSN: 1366591X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1080/01442350701819438     Document Type: Review

References (146)

1. C. Gooijer, F. Ariese, and J. W. Hofstraat, in Chemical Analysis: A Series of Monographs on Analytical Chemistry and its Applications, edited by J. D. Winefordner (John Wiley & Sons, New York, 2000), Vol. 156.
2. D. S. McClure, Electronic Spectra of Molecules and Ions in Crystals, (Academic Press, New York, 1959).
3. E. V. Shpol'skii, A. A. Il'ina, and L. A. Klimova, Dokl. Akad. Nauk SSSR 87, 935 (1952).
4. A. A. Gorokhovskii, R. K. Kaarli, and L. A. Rebane, JETP Letters 20, 216 (1974).
5. B. M. Kharlamov, L. A. Bykovskaya, and R. I. Personov, Chem. Phys. Lett. 50, 407 (1977).
6. B. M. Kharlamov, R. I. Personov, and L. A. Bykovskaya, Optik. Spektros. 39, 240 (1975).
7. R. I. Personov, E. I. Alshits, L. A. Bykovska, and B. M. Kharlamo, Zhurnal Eksperimentalnoi I Teoreticheskoi Fiziki 65, 1825 (1973).
8. R. I. Personov, E. I. Alshitz, and L. A. Bykovska, JETP Lett. USSR 15, 431 (1972).
9. R. Lange, W. Grill, and W. Martienssen, Europhys. Lett. 6, 499 (1988).
10. W. E. Moerner and L. Kador, Phys. Rev. Lett. 62, 2535 (1989).
11. W. P. Ambrose, T. Basche, and W. E. Moerner, J. Chem. Phys. 95, 7150 (1991).
12. L. Kador, D. E. Horne, and W. E. Moerner, J. Phys. Chem. 94, 1237 (1990).
13. M. Orrit and J. Bernard, Phys. Rev. Lett. 65, 2716 (1990).
14. T. Basche, S. Kummer, and C. Brauchle, Nature 373, 132 (1995).
15. T. Basche, W. E. Moerner, M. Orrit, and H. Talon, Phys. Rev. Lett. 69, 1516 (1992).
16. W. E. Moerner, J. Chem. Phys. 117, 10925 (2002).
17. W. E. Moerner, R. M. Dickson, and D. J. Norris, Adv. Atom. Mol. Opt. Phys. (Academic Press, San Diego, 1998), Vol. 38, p. 193.
18. W. E. Moerner and D. P. Fromm, Rev. Sci. Instrum. 74, 3597 (2003).
19. W. E. Moerner and M. Orrit, Science 283, 1670 (1999).
20. P. Tamarat, A. Maali, B. Lounis, and M. Orrit, J. Phys. Chem. A. 104, 1 (2000).
21. P. M. Wallace, D. R. B. Sluss, L. R. Dalton, B. H. Robinson, and P. J. Reid, J. Phys. Chem. B. 110, 75 (2006).
22. W. E. Moerner, New J. Phys. 6, 88 (2004).
23. K. A. Firestone, P. Reid, R. Lawson, S. H. Jang, and L. R. Dalton, Inorg. Chim. Acta. 357, 3957 (2004).
24. B. H. Robinson, L. R. Dalton, A. W. Harper, A. Ren, F. Wang, C. Zhang, G. Todorova, M. Lee, R. Aniszfeld, S. Garner, A. Chen, W. H. Steier, et al., Chem. Phys. 245, 35 (1999).
25. Y. Q. Shi, C. Zhang, H. Zhang, J. H. Bechtel, L. R. Dalton, B. H. Robinson, and W. H. Steier, Science 288, 119 (2000).
26. P. N. Prasad and D. J. Williams, Introduction to Nonlinear Optical Effects in Molecules and Polymers. (John Wiley & Sons, New York, 1991).
27. B. H. Robinson and L. R. Dalton, J. Phys. Chem. A 104, 4785 (2000).
28. F. Guttler, M. Croci, A. Renn, and U. P. Wild, Chem. Phys. 211, 421 (1996).
29. F. Guttler, J. Sepiol, T. Plakhotnik, A. Mitterdorfer, A. Renn, and U. P. Wild, J. Lumin. 56, 29 (1993).
30. M. D. Ediger, Ann. Rev. Phys. Chem. 51, 99 (2000).
31. J. A. Teetsov and D. A. Vanden Bout, J. Amer. Chem. Soc. 123, 3605 (2001).
32. G. Adam and J. H. Gibbs, J. Chem. Phys. 43, 139 (1965).
33. I. Chang and H. Sillescu, J. Phys. Chem. B 101, 8794 (1997).
34. D. J. Fox and P. J. Flory, J. Appl. Phys. 21, 581 (1950).
35. W. Kauzmann, Chem. Rev. 43, 219 (1948).
36. C. Y. Lu and D. A. Vanden Bout, J. Chem. Phys. 125, 124701 (2006).
37. A. Dhinojwala, G. K. Wong, and J. M. Torkelson, J. Chem. Phys. 100, 6046 (1994).
38. A. P. Bartko, K. W. Xu, and R. M. Dickson, Phys. Rev. Lett. 89, 026101 (2002).
39. N. Tomczak, R. A. L. Vallee, E. van Dijk, M. Garcia-Parajo, L. Kuipers, N. F. van Hulst, and G. J. Vancso, Euro. Poly. J. 40, 1001 (2004).
40. H. Finkelmann and D. Day, Makromol. Chem. 180, 2269 (1979).
41. H. Finkelmann, D. Naegele, and H. Ringsdorf, Makromol. Chem. 180, 803 (1979).
42. C. Y. J. Wei, Y. H. Kim, R. K. Darst, P. J. Rossky, and D. A. Vanden Bout, Phys. Rev. Lett. 95, 173001 (2005).
43. A. Dhinojwala, G. K. Wong, and J. M. Torkelson, Macromol. 26, 5943 (1993).
44. R. Zondervan, F. Kulzer, G. C. G. Berkhout, and M. Orrit, Proc. Nat. Acad. Sci. 104, 12628 (2007).
45. K. D. Weston and L. S. Goldner, J. Phys. Chem. B 105, 3453 (2001).
46. Y. W. Hou and D. A. Higgins, J. Phys. Chem. B 106, 10306 (2002).
47. R. A. L. Vallee, N. Tomczak, G. J. Vancso, L. Kuipers, and N. F. van Hulst, J. Chem. Phys. 122, 114704, (2005).
48. K. A. Willets, S. Y. Nishimura, P. J. Schuck, R. J. Twieg, and W. E. Moerner, Acc. Chem. Res. 38, 549 (2005).
49. K. D. Singer, J. E. Sohn, and S. J. Lalama, Appl. Phys. Lett. 49, 248 (1986).
50. M. Stahelin, C. A. Walsh, D. M. Burland, R. D. Miller, R. J. Twieg, and W. Volksen, J. Appl. Phys. 73, 8471 (1993).
51. H. L. Hampsch, J. Yang, G. K. Wong, and J. M. Torkelson, Macromolecules 23, 3640 (1990).
52. J. Vydra and M. Eich, Appl. Phys. Lett. 72, 275 (1998).
53. V. Le Floc'h, S. Brasselet, J. F. Roch, and J. Zyss, J. Phys. Chem. B 107, 12403 (2003).
54. D. R. B. Sluss, P. M. Wallace, K. D. Truong, B. H. Robinson, L. R. Dalton, and P. J. Reid, Proc. SPIE 6331, 63310K (2006).
55. R. M. Dickson, D. J. Norris, and W. E. Moerner, Phys. Rev. Lett. 81, 5322 (1998).
56. H. Uji-i, S. M. Melnikov, A. Deres, G. Bergamini, F. De Schryver, A. Herrmann, K. Mullen, J. Enderlein, and J. Hofkens, Polymer 47, 2511 (2006).
57. J. J. Macklin, J. K. Trautman, T. D. Harris, and L. E. Brus, Science 272, 255 (1996).
58. L. Novotny, M. R. Beversluis, K. S. Youngworth, and T. G. Brown, Phys. Rev. Lett. 86, 5251 (2001).
59. B. Sick, B. Hecht, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 85, 4482 (2000).
60. J. Wang and R. Richert, J. Chem. Phys. 120, 11082 (2004).
61. E. Mitscherlich, Ann. Chim. Phys. Paris 14, 172 (1820).
62. B. Kahr and R. W. Gurney, Chem. Rev. 101, 893 (2001).
63. A. Barbon, M. Bellinazzi, J. B. Benedict, M. Brustolon, S. D. Fleming, S. H. Jang, B. Kahr, and A. L. Rohl, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 43, 5328 (2004).
64. M. Bellinazzi, A. Barbon, B. Kahr, J. B. Benedict, and M. Brustolon, Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 379 (2006).
65. J. R. Benedict, P. M. Wallace, P. J. Reid, S. H. Jang, and B. Kahr, Adv. Mater. 15, 1068 (2003).
66. K. L. Wustholz, B. Kahr, and P. J. Reid, J. Phys. Chem. B 109, 16357 (2005).
67. L. D. Bastin and B. Kahr, Tetrahedron 56, 6633 (2000).
68. R. W. Gurney, C. A. Mitchell, S. Ham, L. D. Bastin, and B. Kahr, J. Phys. Chem. B 104, 878 (2000).
69. B. Kahr, S. Lovell, and J. A. Subramony, Chirality 10, 66 (1998).
70. M. Kurimoto, B. Muller, W. Kaminsky, B. Kahr, and L. W. Jin, Molec, Cryst. Liquid Cryst. 389, 1 (2002).
71. S. Lovell, P. Subramony, and B. Kahr, J. Amer. Chem. Soc. 121, 7020 (1999).
72. G. Tammann, Die chemischen und galvanischen Eigenschaften von Mischkristallreihen und ihre Atomverteilung. (Leopold Voss, Leipzig, 1919).
73. T. Bullard, J. Freudenthal, S. Avagyan, and B. Kahr, Faraday Disc. 136, 231 (2007).
74. T. Bullard, M. Kurimoto, S. Avagyan, S. H. Jang, and B. Kahr, ACA Trans. 39, 62 (2004).
75. Y. Okaya, Acta Crystallogr. 19, 879 (1965).
76. M. Rifani, Y. Y. Yin, D. S. Elliott, M. J. Jay, S. H. Jang, M. P. Kelley, L. D. Bastin, and B. Kahr, J. Amer. Chem. Soc. 117, 7572 (1995).
77. J. Michl and E. W. Thulstrup, Spectroscopy with Polarized Light: Solute Alignment by Photoselection, in Liquid Crystals, Polymers, and Membranes, 2nd ed. (VCH, New York, 1995).
78. J. Y. P. Butter, B. R. Crenshaw, C. Weder, and B. Hecht, Chem. Phys. Chem. 7, 261 (2006).
79. D. Axelrod, Biophys. J. 26, 557 (1979);
80. H. Yang, J. Phys. Chem. A 111, 4987 (2007).
81. R. J. Pfab, J. Zimmermann, C. Hettich, I. Gerhardt, A. Renn, and V. Sandoghdar, Chem. Phys. Lett. 387, 490 (2004).
82. N. F. van Hulst, J. A. Veerman, M. F. Garcia-Parajo, and L. Kuipers, J. Chem. Phys. 112, 7799 (2000).
83. T. Ha, T. Enderle, D. S. Chemla, P. R. Selvin, and S. Weiss, Phys. Rev. Lett. 77, 3979 (1996).
84. M. A. Weber, F. Stracke, and A. J. Meixner, Cytometry 36, 217 (1999).
85. A. Bloess, Y. Durand, M. Matsushita, J. Schmidt, and E. J. J. Groenen, Chem. Phys. Lett. 344, 55 (2001).
86. A. Bloess, Y. Durand, M. Matsushita, R. Verberk, E. J. J. Groenen, and J. Schmidt, J. Phys. Chem. A 105, 3016 (2001).
87. C. R. Viteri, J. W. Gilliland, and W. T. Yip, J. Amer. Chem. Soc. 125, 1980 (2003).
88. S. A. Empedocles, R. Neuhauser, and M. G. Bawendi, Nature 399, 126 (1999).
89. C. G. Hubner, V. Ksenofontov, F. Nolde, K. Mullen, and T. Basche, J. Chem. Phys. 120, 10867 (2004).
90. W. Schroeyers, R. Vallee, D. Patra, J. Hofkens, S. Habuchi, T. Vosch, M. Cotlet, K. Mullen, J. Enderlein, and F. C. De Schryver, J. Amer. Chem. Soc. 126, 14310 (2004).
91. C. A. Werley and W. E. Moerner, J. Phys. Chem. B 110, 18939 (2006).
92. K. L. Wustholz, E. D. Bott, C. M. Isborn, X. Li, B. Kahr, and P. J. Reid, J. Phys. Chem. C 111, 9146 (2007).
93. N. Kejalakshmy and K. Srinivasan, J. Phys. D. 36, 1778 (2003).
94. T. Bullard, K. L. Wustholz, M. Robertson, P. J. Reid, and B. Kahr, J. Amer. Chem. Soc. in preparation, (2008).
95. W. T. Yip, D. H. Hu, J. Yu, D. A. Vanden Bout, and P. F. Barbara, J. Phys. Chem. A. 102, 7564 (1998).
96. F. Kulzer, S. Kummer, T. Basche, and C. Brauchle, J. Infor. Rec. 22, 567 (1996).
97. J. A. Veerman, M. F. Garcia-Parajo, L. Kuipers, and N. F. van Hulst, Phys. Rev. Lett. 83, 2155 (1999).
98. J. Bernard, L. Fleury, H. Talon, and M. Orrit, J. Chem. Phys. 98, 850 (1993).
99. F. Kohn, J. Hofkens, R. Gronheid, M. Van der Auweraer, and F. C. De Schryver, J. Phys. Chem. A 106, 4808 (2002).
100. I. H. Chung and M. G. Bawendi, Phys. Rev. B 70, 165304 (2004).
101. G. Margolin, V. Protasenko, and M. Kuno, in Advances in Chemical Physics, edited by S.A. Rice (John Wiley and Sons, Hoboken, New Jersey, 2006), Vol. 133, p. 327.
102. S. A. Empedocles and M. G. Bawendi, J. Phys. Chem. B 103, 1826 (1999).
103. M. Kuno, D. P. Fromm, A. Gallagher, D. J. Nesbitt, O. I. Micic, and A. J. Nozik, Nano Lett. 1, 557 (2001).
104. M. Kuno, D. P. Fromm, H. F. Hamann, A. Gallagher, and D. J. Nesbitt, J. Chem. Phys. 112, 3117 (2000).
105. M. Kuno, D. P. Fromm, H. F. Hamann, A. Gallagher, and D. J. Nesbitt, J. Chem. Phys. 115, 1028 (2001).
106. M. Kuno, D. P. Fromm, S. T. Johnson, A. Gallagher, and D. J. Nesbitt, Phys. Rev. B 67, 125304 (2003).
107. D. J. Nesbitt, Abstr. Pap. Amer. Chem. Soc. 225, 456 (2003).
108. K. T. Shimizu, R. G. Neuhauser, C. A. Leatherdale, S. A. Empedocles, W. K. Woo, and M. G. Bawendi, Phys. Rev. B 63, 205316 (2001).
109. F. D. Stefani, W. Knoll, M. Kreiter, X. Zhong, and M. Y. Han, Phys. Rev. B 72, 125304 (2005).
110. F. D. Stefani, X. H. Zhong, W. Knoll, M. Y. Han, and M. Kreiter, New J. Phys. 7, 197 (2005).
111. A. Issac, C. von Borczyskowski, and F. Cichos, Phys. Rev. B 71, 161302 (2005).
112. R. Verberk, A. M. van Oijen, and M. Orrit, Phys. Rev. B 66, 233202 (2002).
113. J. Tang and R. A. Marcus, J. Chin. Chem. Soc. 53, 1 (2006).
114. S. A. Blanton, A. Dehestani, P. C. Lin, and P. Guyot-Sionnest, Chem. Phys. Lett. 229, 317 (1994).
115. S. A. Blanton, M. A. Hines, and P. Guyot-Sionnest, App. Phys. Lett. 69, 3905 (1996).
116. S. A. Empedocles, D. J. Norris, and M. G. Bawendi, Phys. Rev. Lett. 77, 3873 (1996).
117. J. Tittel, W. Gohde, F. Koberling, T. Basche, A. Kornowski, H. Weller, and A. Eychmuller, J. Phys. Chem. B. 101, 3013 (1997).
118. W. P. Ambrose, P. M. Goodwin, J. C. Martin, and R. A. Keller, Phys. Rev. Lett. 72, 160 (1994).
119. M. Haase, C. G. Hubner, E. Reuther, A. Herrmann, K. Mullen, and T. Basche, J. Phys. Chem. B. 108, 10445 (2004).
120. J. Hofkens, T. Vosch, M. Maus, F. Kohn, M. Cotlet, T. Weil, A. Herrmann, K. Mullen, and F. C. De Schryver, Chem. Phys. Lett. 333, 255 (2001).
121. J. P. Hoogenboom, E. van Dijk, J. Hernando, N. F. van Hulst, and M. F. Garcia-Parajo, Phys. Rev. Lett. 95, 097401 (2005).
122. I. S. Osad'ko, J. Exp. Theor. Phys. 96, 617 (2003).
123. J. Schuster, F. Cichos, and C. von Borczyskowski, Appl. Phys. Lett. 87, 051915 (2005).
124. J. Schuster, F. Cichos, and C. von Borczyskowski, Opt. Spec. 98, 712 (2005).
125. K. D. Weston and S. K. Buratto, J. Phys. Chem. A 102, 3635 (1998).
126. E. K. L. Yeow, S. M. Melnikov, T. D. M. Bell, F. C. De Schryver, and J. Hofkens, J. Phys. Chem. A 110, 1726 (2006).
127. R. Zondervan, F. Kulzer, S. B. Orlinskii, and M. Orrit, J. Phys. Chem. A 107, 6770 (2003).
128. J. P. Hoogenboom, J. Hernando, E. van Dijk, N. F. van Hulst, and M. F. Garcia-Parajo, Chem. Phys. Chem. 8, 823 (2007).
129. H. P. Lu and X. S. Xie, Nature 385, 143 (1997).
130. F. Stracke, C. Blum, S. Becker, K. Mullen, and A. J. Meixner, Chem. Phys. Chem. 6, 1242 (2005).
131. P. Tchenio, A. B. Myers, and W. E. Moerner, J. Lumines. 56, 1 (1993).
132. T. Christ, F. Kulzer, P. Bordat, and T. Basche, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 40, 4192 (2001).
133. J. Yu, D. H. Hu, and P. F. Barbara, Science 289, 1327 (2000).
134. P. Tinnefeld, J. Hofkens, D. P. Herten, S. Masuo, T. Vosch, M. Cotlet, S. Habuchi, K. Mullen, F. C. De Schryver, and M. Sauer, Chem. Phys. Chem. 5, 1786 (2004).
135. N. J. Turro, Modern Molecular Photochemistry (University Science Books, Sausalito, California, 1991).
136. C. A. Mitchell, R. W. Gurney, S. H. Jang, and B. Kahr, J. Amer. Chem. Soc. 120, 9726 (1998).
137. J. N. Clifford, T. D. M. Bell, P. Tinnefeld, M. Heilemann, S. M. Melnikov, J. I. Hotta, M. Sliwa, P. Dedecker, M. Sauer, J. Hofkens, and E. K. L. Yeow, J. Phys. Chem. B 111, 6987 (2007).
138. J. P. Hoogenboom, W. K. den Otter, and H. L. Offerhaus, J. Chem. Phys. 125, 204713 (2006).
139. G. Margolin and E. Barkai, J. Chem. Phys. 121, 1566 (2004).
140. J. Tang and R. A. Marcus, J. Chem. Phys. 123, 204511 (2005).
141. J. Tang and R. A. Marcus, Phys. Rev. Lett. 95, 107401 (2005).
142. J. P. Bouchaud and A. Georges, Phys. Reports 195, 127 (1990).
143. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. J. A. Montgomery, T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, et al. (Gaussian, Inc, Wallingford, CT, 2004).
144. F. Kulzer, S. Kummer, R. Matzke, C. Brauchle, and T. Basche, Nature 387, 688 (1997).
145. M. Orrit, J. Bernard, and R. I. Personov, J. Phys. Chem. 97, 10256 (1993).
146. K. L. Wustholz, E. D. Bott, B. Kahr, and P. J. Reid, J. Phys. Chem. C Accepted, (2008).