Mean-field theoretical study of bistability in mixed azobenzene-alkylthiol monolayers

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 6, 2010, Pages 2645-2654

  Chapman, Chris R L ^a   Paci, Irina ^a  

^a UNIVERSITY OF VICTORIA   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALKYL-THIOL MONOLAYERS; APPLIED FIELD; AZOBENZENE DERIVATIVES; BI-STABILITY; CIS-TRANS; DODECANETHIOLS; FIELD COUPLING; GOLD SURFACES; HIGH-CURRENT; LATERAL INTERACTIONS; MATRIX; MATRIX MOLECULES; MEAN-FIELD; MIXED MONOLAYERS; MOLECULAR SWITCHING; NEGATIVE SAMPLE BIAS; PERMANENT DIPOLES; PHOTOINDUCED ISOMERIZATION; POLARIZABILITY EFFECTS; SURFACE COVERAGES; THEORETICAL APPROACH; THEORETICAL STUDY; TRANS ISOMERS;

AZOBENZENE; CHEMISORPTION; ELECTRIC DIPOLE MOMENTS; ELECTRIC FIELDS; ELECTRON ENERGY LEVELS; ELECTRON TRANSITIONS; GOLD METALLURGY; PHOTOISOMERIZATION; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SELF ASSEMBLED MONOLAYERS;

ISOMERS;

EID: 77249157776     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp909325d     Document Type: Article

References (58)

1. Oosaki, S.; Hayasaki, H.; Sakurai, Y.; Yajima, S.; Kimura, K. Chem. Commun. 2005, 5226.
2. Horie, M.; Sakano, T.; Osakada, K.; Nakao, H. Organometallics 2004, 23, 18.
3. Yager, K. G.; Barrett, C. J. J. Photochem. Photobiol A: Chem. 2006, 182, 250.
4. Harvey, A. J.; Abell, A. D. Tetrahedron 2000, 56, 9763.
5. Westmark, P. R.; Kelly, J. P.; Smith, B. D. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 3416.
6. Ichimura, K. Chem. Rev. 2000, 100, 1847.
7. Kumar, A. S.; Ye, T.; Takami, T.; Yu, B.; Flatt, A. K.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. Nano Lett. 2008, 8, 1644.
8. Elbing, M.; Blaszcyk, A.; von Hänish, C.; Mayor, M.; Ferri, V.; Grave, C.; Rampi, M. A.; Pace, G.; Samori, P.; Shaporenko, A.; Zharnikov, M. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2972.
9. Weidner, T.; Bretthauer, F.; Ballav, N.; Motschmann, H.; Orendi, H.; Bruhn, C.; Siemeling, U.; Zharnikov, M. Langmuir 2008, 24, 11691.
10. Evans, S. D.; Johnson, S. R.; Ringsdorf, H.; Williams, L. M.; Wolf, H. Langmuir 1998, 14, 6436.
11. Hagen, S.; Kate, P.; Leyssner, F.; Nandi, D.; Wolf, M.; Tegeder, P. J. Chem. Phys. 2008, 129, 164102.
12. Levy, N.; Comstock, M. J.; Cho, J.; Berbil-Bautista, L.; Kirakosian, A.; Lauterwasser, F.; Poulsen, D. A.; Fréchet, J. M. J.; Crommie, M. F. Nano Lett. 2009, 9, 935.
13. Comstock, M. J.; Levy, N.; Kirakosian, A.; Cho, J.; Lauterwasser, F.; Harvey, J. H.; Strubbe, D. A.; Fréchet, J. M. J.; Trauner, D.; Louie, S. G.; Crommie, M. F. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 038301.
14. Choi, B.; Khahng, S.; Kim, S.; Kim, H.; Kim, H. W.; Song, Y. J.; Ihm, J.; Kuk, Y. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 156106.
15. Henzl, J.; Mehlhorn, M.; Gawronski, H.; Rieder, K.; Morgenstern, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 603.
16. Henningsen, N.; Franke, K. J.; Torrente, I. F.; Schulze, G.; Priewisch, B.; Rück-Braun, K.; Docić, J.; Klamroth, T.; Saalfrank, P.; Pacual, J. I. J. Phys. Chem. 2007, 111, 14843.
17. Yasuda, S.; Nakamura, T.; Matsumoto, M.; Shigekawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 16430.
18. Alemani, M.; Peters, M. V.; Hecht, S.; Rieder, K.; Moresco, F.; Grill, L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14446.
19. Das, B.; Abe, S. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4247.
20. Lewis, P. A.; Inman, C. E.; Maya, F.; Tour, J. M.; Hutchison, J. E.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17421.
21. Donhauser, Z. J.; Mantooth, B. A.; Kelly, K. F.; Bumm, L. A.; Monnell, J. D.; Stapleton, J. J.; Price, D. W., Jr.; Rawlett, A. M.; Allara, D. L.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. Science 2001, 292, 2303.
22. Pace, G.; Ferri, V.; Grave, C.; Elbing, M.; von Hanisch, C.; Zharnikov, M.; Mayor, M.; Rampi, M. A.; Samori, P. Proc. Natl. Acad. Sci. 2007, 104, 9937.
23. Lewis, P. A.; Inman, C. E.; Yao, Y.; Tour, J. M.; Hutchison, J. E.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12214.
24. Cotter, M. A.; Wacker, D. C. Phys. Rev. A 1978, 18, 2669.
25. Gelbart, W. M.; Gelbart, A. Mol. Phys. 1977, 33, 1387.
26. Ren, C.-L.; Nap, R. J.; Szleifer, I. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 16238.
27. Carignano, M.; Szleifer, I. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5005.
28. Szleifer, I.; Carignano, M. Adv. Chem. Phys. 1996, 94, 165.
29. Fang, F.; Szleifer, I. Proc. Natl. Acad. Sci. 2006, 103, 5769.
30. Yaliraki, S. N.; Longo, G.; Gale, E.; Szleifer, I.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 2006, 125, 074708.
31. Chandler, D.; Introduction to Modern Statistical Mechanics; Oxford University Press, Inc.: New York, 1987; page 304.
32. Gelbart, W. M.; Baron, B. A. J. Chem. Phys. 1977, 66, 207.
33. Cotter, M. A. J. Chem. Phys. 1977, 66, 4710.
34. McQuarrie, D. A.; Statistical Mechanics; Harper Collins Publishers, Inc.: New York, 1976; page 131.
35. Nogues, C.; Lang, P. Langmuir 2007, 23, 8385.
36. A. Ulman, J. E. E.; Tillman, N. Langmuir 1989, 5, 1147.
37. Riposan, A.; Liu, G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23926.
38. Tian, Y.; Umemura, J.; Takenaka, T. Langmuir 1988, 4, 1064.
39. Mani, A. A.; Schultz, Z. D.; Champagne, B.; Humbert, C.; Dreesen, L.; Gewirth, A. A.; White, J. O.; Thiry, P. A.; Peremans, A.; Caudano, Y. App. Surf. Sci. 2004, 237, 444.
40. Chapman, C.; Paci, I.
41. Nag fortran library manual. The Numerical Algorithms Group Limited, 2008.
42. Samant, M. G.; Brown, C. A.; Gordon, J. G., II Langmuir 1992, 8, 1615.
43. Bareman, J. P.; Klein, M. L. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5202.
44. Fenter, P.; Eberhardt, E.; Liang, K. S.; Eisenberger, P. J. Chem. Phys. 1997, 106, 1600.
45. Alkis, S.; Jiang, P.; Wang, L.-L.; Roitberg, A. E.; Cheng, H.-P.; Karuse, J. L. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14743.
46. Moore, A. M.; Dameron, A. A.; Mantooth, B. A.; Smith, R. K.; Fuchs, D. J.; Ciszec, J. W.; Maya, F.; Yao, Y.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1959.
47. Rong, H.-T.; Frey, S.; Yang, Y.-J.; Zharnikov, M.; Buck, M.; Wuhn, M.; Woll, C.; Helmchen, G. Langmuir 2001, 17, 1582.
48. Rappé, A. K.; Casewit, C. J.; Colwell, K. S.; Goddard, W. A., III; Skiff, W. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10024.
49. Lorentz, H. A. Ann. Phys. 1881, 12, 127.
50. Berthelot, D. Compt. Rend. Acad. Sci. Paris 1889, 126, 1703.
51. Shao, Y.; Molnar, L. F.; Jung, Y.; Kussmann, J.; Ochsenfeld, C.; Brown, S. T.; Gilbert, A. T.; Slipchenko, L. V.; Levchenko, S. V.; ONeill, D. P.; , R. A. D., Jr.; Lochan, R. C.; Wang, T.; Beran, G. J.; Besley, N. A.; Herbert, J. M.; Lin, C. Y.; Voorhis, T. V.; Chien, S. H.; Sodt, A.; Steele, R. P.; Rassolov, V. A.; Maslen, P. E.; Korambath, P. P.; Adamson, R. D.; Austin, B.; Baker, J.; Byrd, E. F. C.; Dachsel, H.; Doerksen, R. J.; Dreuw, A.; Dunietz, B. D.; Dutoi, A. D.; Furlani, T. R.; Gwaltney, S. R.; Heyden, A.; Hirata, S.; Hsu, C.-P.; Kedziora, G.; Khalliulin, R. Z.; Klunzinger, P.; Lee, A. M.; Lee, M. S.; Liang, W.; Lotan, I.; Nair, N.; Peters, B.; Proynov, E. I.; Pieniazek, P. A.; Rhee, Y. M.; Ritchie, J.; Rosta, E.; Sherrill, C. D.; Simmonett, A. C.; Subotnik, J. E.; III, H. L. W.; Zhang, W.; Bell, A. T.; Chakraborty, A. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172.
52. Zwanzig, R. J. Chem. Phys. 1963, 39, 1714.
53. Schlenoff, J. B.; Li, M.; Ly, H. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12528.
54. Chidsey, C. E. D.; Liu, G. Y.; Rowntree, P.; Scoles, G. J. J. Chem. Phys. 1989, 91, 4421.
55. Camillone, N., III; Eisenberger, P.; Leung, T. Y. B.; Swartz, P.; Scoles, G.; Poirier, G. E.; Tarlov, M. J. J. Chem. Phys. 1994, 101, 11031.
56. Poirier, G. E.; Tarlov, M. J.; Rushmeier, H. E. Langmuir 1994, 10, 3383.
57. Note that in some cases collective photo-switching of the singlecomponent monolayer can occur. However, collective switching is not a factor in the mixed monolayer case analyzed here.
58. Note that experimentally, attractive interactions can be modified by using different matrix molecules.