Tuning the effective work function of gold and silver using ω-functionalized alkanethiols: Varying surface composition through dilution and choice of terminal groups

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 113, Issue 47, 2009, Pages 20328-20334

  Alloway, Dana M ^a   Graham, Amy L ^a   Yang, Xi ^a   Mudalige, Anoma ^a   Colorado Jr , Ramon ^b   Wysocki, Vicki H ^a   Pemberton, Jeanne E ^a   Lee, T Randall ^b   Wysocki, Ronald J ^a   Armstrong, Neal R ^a  

^a University of Arizona   (United States)

^b University of Houston   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALKANETHIOLS; CONCENTRATION RANGES; EFFECTIVE WORK FUNCTION; FUNCTIONALIZED; GOLD AND SILVER; GOLD-THIOLATE BOND; IN-VACUUM; INTERFACE DIPOLE; LOCAL VACUUM LEVEL; MOLECULAR DIPOLE MOMENT; PHOTOEMISSION SPECTRA; POINT DIPOLE MODELS; SAMS; SURFACE COMPOSITIONS; SURFACE MODIFIERS; TERMINAL CARBON ATOMS; TERMINAL GROUPS; THIOLATES; TWO-COMPONENT; UV-PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CHEMICAL BONDS; ELECTRON ENERGY LOSS SPECTROSCOPY; ELECTRONEGATIVITY; EMISSION SPECTROSCOPY; FLUORINE CONTAINING POLYMERS; GOLD; KINETIC ENERGY; ORGANIC POLYMERS; PHOTOEMISSION; POWER SUPPLY CIRCUITS; SELF ASSEMBLED MONOLAYERS; SILVER; SURFACE SEGREGATION; VACUUM; WORK FUNCTION;

PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

EID: 71049123905     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp909494r     Document Type: Article

References (89)

1. Heimel, G.; Romaner, L.; Zojer, E.; Bredas, J. -L. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 721-729.
2. Heimel, G.; Romaner, L.; Bredas, J. L.; Zojer, E. Langmuir 2008, 24, 474-482.
3. Heimel, G.; Romaner, L.; Bredas, J. L.; Zojer, E. Surf. Sci. 2006, 600, 4548-4562.
4. de Boer, B.; Hadipour, A.; Mandoc, M. M.; van Woudenbergh, T.; Blom, P. W. M. Adv. Mater. 2005, 17, 621-625.
5. De Renzi, V.; Rousseau, R.; Marchetto, D.; Biagi, R.; Scandolo, S.; del Pennino, U. Phys. Rev. Lett. 2005, 95.
6. Alloway, D. M.; Hofmann, M.; Smith, D. L.; Gruhn, N. E.; Graham, A. L.; Colorado, R.; Wysocki, V. H.; Lee, T. R.; Lee, P. A.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 11690-11699.
7. Paniagua, S. A.; Hotchkiss, P. J.; Jones, S. C.; Marder, S. R.; Mudalige, A.; Marrikar, F. S.; Pemberton, J. E.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7809-7817.
8. Paramonov, P. B.; Paniagua, S. A.; Hotchkiss, P. J.; Jones, S. C.; Armstrong, N. R.; Marder, S. R.; Bredas, J. L. Chem. Mater. 2008, 20, 5131-5133.
9. Hotchkiss, P. J.; Hong, L.; Pavel, B. P.; Sergio, A. P.; Simon, C. J.; Neal, R. A.; Jean-Luc, B.; Seth, R. M. Adv. Mater. 2009, in press.
10. Salomon, A.; Boecking, T.; Seitz, O.; Markus, T.; Amy, F.; Chan, C.; Zhao, W.; Cahen, D.; Kahn, A. Adv. Mater. 2007, 19, 445-450.
11. Salomon, A.; Bocking, T.; Gooding, J.; Cahen, D. Nano Lett. 2006, 6, 2873-2876.
12. Gershewitz, O.; Grinstein, M.; Sukenik, C. N.; Regev, K.; Ghabboun, J.; Cahen, D. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 664-672.
13. Vilan, A.; Ghabboun, J.; Cahen, D. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6360-6376.
14. Salomon, A.; Cahen, D.; Lindsay, S.; Tomfohr, J.; Engelkes, V. B.; Frisbie, C. D. Adv. Mater. 2003, 15, 1881-1890.
15. Cahen, D.; Kahn, A. Adv. Mater. 2003, 15, 271-277.
16. Vilan, A.; Cahen, D. Trends Biotechnol. 2002, 20, 22-29.
17. Ishii, H.; Sugiyama, K.; Ito, E.; Seki, K. Adv. Mater. 1999, 11, 605-625.
18. Duhm, S.; Heimel, G.; Salzmann, I.; Glowatzkl, H.; Johnson, R. L.; Vollmer, A.; Rabe, J. P.; Koch, N. Nat. Mater. 2008, 7, 326-332.
19. Romaner, L.; Heimel, G.; Zojer, E. Phys. Rev. B 2008, 77, 045113.
20. Rangger, G. M.; Romaner, L.; Heimel, G.; Zojer, E. Surf. Interface Anal. 2008, 40, 371-378.
21. Koch, N.; Gerlach, A.; Duhm, S.; Glowatzki, H.; Heimel, G.; Vollmer, A.; Sakamoto, Y.; Suzuki, T.; Zegenhagen, J.; Rabe, J. P.; Schreiber, F. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7300-7304.
22. Tao, F.; Bernasek, S. L. Chem. Rev. 2007, 107, 1408-1453.
23. Cornil, D.; Olivier, Y.; Geskin, V.; Cornil, J. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1143-1148.
24. Rusu, P. C.; Brocks, G. Phys. Rev. B 2006, 74, 073414.
25. Wold, D. J.; Haag, R.; Rampi, M. A.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2813-2816.
26. Chabinyc, M. L.; Chen, X. X.; Holmlin, R. E.; Jacobs, H.; Skulason, H.; Frisbie, C. D.; Mujica, V.; Ratner, M. A.; Rampi, M. A.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11730-11736.
27. Hanson, E. L.; Guo, J.; Koch, N.; Schwartz, J.; Bernasek, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10058-10062.
28. Bruner, E. L.; Koch, N.; Span, A. R.; Bernasek, S. L.; Kahn, A.; Schwartz, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3192-3193.
29. Heimel, G.; Romaner, L.; Zojer, E.; Bredas, J. L. Nano Lett. 2007, 7, 932-940.
30. Natan, A.; Kronik, L.; Haick, H.; Tung, R. T. Adv. Mater. 2007, 19, 4103-4117.
31. Risko, C.; Zangmeister, C. D.; Yao, Y.; Marks, T. J.; Tour, J. M.; Ratner, M. A.; van Zee, R. D. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13215-13225.
32. Rusu, P. C.; Brocks, G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 22628-22634.
33. Rusu, P. C.; Giovannetti, G.; Brocks, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14448-14456.
34. Rusu, M.; Gasiorowski, J.; Wiesner, S.; Meyer, N.; Heuken, M.; Fostiropoulos, K.; Lux-Steiner, M. C. Thin Solid Films 2008, 516, 7160-7166.
35. Venkataraman, N. V.; Zurcher, S.; Rossi, A.; Lee, S.; Naujoks, N.; Spencer, N. D. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 5620-5628.
36. DiBenedetto, S. A.; Facchetti, A.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. Adv. Mater. 2009, 21, 1407-1433.
37. Ballav, N.; Terfort, A.; Zharnikov, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 3697-3706.
38. Romaner, L.; Heimel, G.; Ambrosch-Draxl, C.; Zojer, E. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3999-4006.
39. Beebe, J. M.; Kim, B.; Frisbie, C. D.; Kushmerick, J. G. Acs Nano 2008, 2, 827-832.
40. Wang, J. G.; Prodan, E.; Car, R.; Selloni, A. Phys. Rev. B 2008, 77.
41. Ivanco, J.; Zahn, D. R. T. J. Vac. Sci. Technol., A 2009, 27, 1178-1182.
42. Hwang, J.; Wan, A.; Kahn, A. Mat. Sci. Eng., R: Reports 2009, 64, 1-31.
43. Thieblemont, F.; Seitz, O.; Vilan, A.; Cohen, H.; Salomon, E.; Kahn, A.; Cahen, D. Adv. Mater. 2008, 20, 3931+.
44. Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533-1554.
45. Campbell, I. H.; Kress, J. D.; Martin, R. L.; Smith, D. L.; Barashkov, N. N.; Ferraris, J. P. Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 3528-3530.
46. Campbell, I. H.; Rubin, S.; Zawodzinski, T. A.; Kress, J. D.; Martin, R. L.; Smith, D. L.; Barashkov, N. N.; Ferraris, J. P. Phys. Rev. B 1996, 54, 14321-14324.
47. Stoliar, P.; Kshirsagar, R.; Massi, M.; Annibale, P.; Albonetti, C.; de Leeuw, D. M.; Biscarini, F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6477-6484.
48. Kline, R. J.; Mcgehee, M. D.; Toney, M. F. Nat. Mater. 2006, 5, 222-228.
49. Chen, W.; Huang, C.; Gao, X. Y.; Wang, L.; Zhen, C. G.; Qi, D. C.; Chen, S.; Zhang, H. L.; Loh, K. P.; Chen, Z. K.; Wee, A. T. S. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 26075-26080.
50. Akkerman, H. B.; Naber, R. C. G.; Jongbloed, B.; van Hal, P. A.; Blom, P. W. M.; de Leeuw, D. M.; de Boer, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 11161-11166.
51. de Boer, B.; Frank, M. M.; Chabal, Y. J.; Jiang, W. R.; Garfunkel, E.; Bao, Z. Langmuir 2004, 20, 1539-1542.
52. Sharma, A.; Kippelen, B.; Hotchkiss, P. J.; Marder, S. R. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 163308.
53. Smith, D. L.; Wysocki, V. H.; Colorado, R.; Shmakova, O. E.; Graupe, M.; Lee, T. R. Langmuir 2002, 18, 3895-3902.
54. Wandelt, K. Appl. Surf. Sci. 1997, 111, 1-10.
55. Ishi, S.; Viswanathan, B. Thin Solid Films 1991, 201, 373-402.
56. Porter, M. D.; Bright, T. B.; Allara, D. L.; Chidsey, C. E. D. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3559-3568.
57. Lee, S.; Puck, A.; Graupe, M.; Colorado, R.; Shon, Y. S.; Lee, T. R.; Perry, S. S. Langmuir 2001, 17, 7364-7370.
58. Tamada, K.; Ishida, T.; Knoll, W.; Fukushima, H.; Colorado, R.; Graupe, M.; Shmakova, O. E.; Lee, T. R. Langmuir 2001, 17, 1913-1921.
59. Houssiau, L.; Graupe, M.; Colorado, R.; Kim, H. I.; Lee, T. R.; Perry, S. S.; Rabalais, J. W. J. Chem. Phys. 1998, 109, 9134-9147.
60. Sobkowski, J.; Smolinski, S.; Zelenay, P. Colloids Surf., A 1998, 134, 39-45.
61. Smolinski, S.; Zelenay, P.; Sobkowski, J. J. Electroanal. Chem. 1998, 442, 41-47.
62. Tiani, D. J.; Pemberton, J. E. Langmuir 2003, 19, 6422-6429.
63. Lyon, J. E.; Cascio, A. J.; Beerbom, M. M.; Schlaf, R.; Zhu, Y.; Jenekhe, S. A. Appl. Phys. Lett. 2006, 88.
64. Schlaf, R.; Murata, H.; Kafafi, Z. H. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2001, 120, 149-154.
65. Schlaf, R.; Parkinson, B. A.; Lee, P. A.; Nebesny, K. W.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2984-2992.
66. Alloway, D. M. Ph.D. Dissertation, University of Arizona 2008.
67. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347-1363.
68. Heinz, R.; Rabe, J. P. Langmuir 1995, 11, 506-511.
69. Laibinis, P. E.; Whitesides, G. M.; Allara, D. L.; Tao, Y. T.; Parikh, A. N.; Nuzzo, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7152-7167.
70. Fragouli, D.; Kitsopoulos, T. N.; Chiodo, L.; Della Sala, F.; Cingolani, R.; Ray, S. G.; Naaman, R. Langmuir 2007, 23, 6156-6162.
71. Neuman, O.; Naaman, R. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5163-5165.
72. Ray, S. G.; Cohen, H.; Naaman, R.; Liu, H. Y.; Waldeck, D. H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 14064-14073.
73. Guo, J.; Koch, N.; Schwartz, J.; Bernasek, S. L. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3966-3970.
74. Span, A. R.; Bruner, E. L.; Bernasek, S. L.; Schwartz, J. Langmuir 2001, 17, 948-952.
75. Li, J. F.; Wang, L.; Liu, J.; Evmenenko, G.; Dutta, P.; Marks, T. J. Langmuir 2008, 24, 5755-5765.
76. Marrikar, F. S.; Brumbach, M.; Evans, D. H.; Lebron-Paler, A.; Pemberton, J. E.; Wysocki, R. J.; Armstrong, N. R. Langmuir 2007, 23, 1530-1542.
77. Crispin, X.; Geskin, V.; Crispin, A.; Cornil, J.; Lazzaroni, R.; Salaneck, W. R.; Bredas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8131-8141.
78. Evans, S. D.; Ulman, A. Chem. Phys. Lett. 1990, 170, 462-466.
79. Linder, B.; Kromhout, R. A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3270-3276.
80. McElhiney, G.; Pritchard, J. Surf. Sci. 1976, 60, 397-410.
81. McElhiney, G.; Papp, H.; Pritchard, J. Surf. Sci. 1976, 54, 617-634.
82. Kruger, D.; Fuchs, H.; Rousseau, R.; Marx, D.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 4776-4786.
83. Li, T. W.; Chao, I.; Tao, Y. T. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2935-2946.
84. Sellers, H.; Ulman, A.; Shnidman, Y.; Eilers, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9389-9401.
85. Zhang, L. Z.; Goddard, W. A.; Jiang, S. Y. J. Chem. Phys. 2002, 117, 7342-7349.
86. Lu, J.; Delamarche, E.; Eng, L.; Bennewitz, R.; Meyer, E.; Guntherodt, H. J. Langmuir 1999, 15, 8184-8188.
87. Ratner, M. Nature 2000, 404, 137-138.
88. Ratner, M. Nature 2005, 435, 575-577.
89. Romaner, L.; Heimel, G.; Bredas, J. L.; Gerlach, A.; Schreiber, F.; Johnson, R. L.; Zegenhagen, J.; Duhm, S.; Koch, N.; Zojer, E. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 256801.