Redox-executed logic operations through the reversible voltammetric response characteristics of electroactive self-assembled monolayers

Australian Journal of Chemistry

Volumn 63, Issue 2, 2010, Pages 173-183

  Periyasamy, Ganga ^a   Levine, R D ^b,c   Remacle, F ^a  

^a UNIVERSITY OF LIÈGE   (Belgium)

^b HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM   (Israel)

^c UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINARY GATES; CHARGE QUANTIZATION; CHARGING ENERGIES; COULOMB DIAMONDS; ELECTROACTIVE; FINITE-STATE; INTERFACIAL POTENTIAL DISTRIBUTION; LOGIC OPERATIONS; LOGICAL OPERATIONS; MOLECULAR FILMS; NANOSCALE SOLIDS; OXIDATION NUMBERS; REDOX SPECIES; REDOX SYSTEMS; REFERENCE ELECTRODE POTENTIALS; ROOM TEMPERATURE; SELF-ASSEMBLED; STANDARD POTENTIAL; VOLTAMMETRIC RESPONSE;

ELECTROCHEMICAL ELECTRODES; MACHINE DESIGN;

SELF ASSEMBLED MONOLAYERS;

EID: 77649286072     PISSN: 00049425     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1071/CH09504     Document Type: Article

References (63)

1. A. J. Bard, L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications 2001 (Wiley: NewYork, NY)
2. C. M. A. Brett, A. M. O. Brett, Electrochemistry: Principles, Methods and Applications 1993 (Oxford University Press: Oxford)
3. L. E. Brus, J. Chem. Phys. 1983, 79, 5566. doi:10.1063/1.445676
4. R. C. Ashoori, Nature 1996, 379, 413. doi:10.1038/379413A0
5. M. A. Kastner, Phys. Today 1993, 46, 24. doi:10.1063/1.881393
6. A. P. Alivisatos, Science 1996, 271, 933. doi:10.1126/SCIENCE. 271.5251.933
7. U. Banin, Y. W. Cao, D. Katz, O. Millo, Nature 1999, 400, 542. doi:10.1038/22979 (Pubitemid 29381797)
8. S. Chen, R. S. Ingram, M. J. Hostetler, J. J. Pietron, R. W. Murray, T. G. Schaaff, J. T. Khoury, M. M. Alvarez, R. L. Whetten, Science 1998, 280, 2098. doi:10.1126/SCIENCE.280.5372.2098 (Pubitemid 28366198)
9. G. Markovich, C. P. Collier, S. E. Henrichs, F. Remacle, R. D. Levine, J. R. Heath, Acc. Chem. Res. 1999, 32, 415. doi:10.1021/AR980039X
10. F. Remacle, R. D. Levine, ChemPhysChem 2001, 2, 20. doi:10.1002/ 1439-7641(20010119)2:11<20::AID-CPHC20>3.0.CO;2-R
11. L. Brus, J. Phys. Chem. 1986, 90, 2555. doi:10.1021/J100403A003
12. G. J. Iafrate, K. Hess, J. B. Krieger, M. Maccuci, Phys. Rev. B 1995, 52, 10737. doi:10.1103/PHYSRev.B.52.10737
13. Y. Imry, Introduction to Mesoscopic Physics 2002 (Oxford University Press: Oxford)
14. B. M. Quinn, P. Liljeroth, V. Ruiz, T. Laaksonen, K. Kontturi, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6644. doi:10.1021/JA0349305 (Pubitemid 36667444)
15. E. Katz, O. Lioubashevski, I.Willner, Chem. Comm. 2006, 1109
16. J. R. Tucker, J. Appl. Phys. 1992, 72, 4399. doi:10.1063/1.352206
17. D. V. Averin, A. N. Korotkov, K. K. LikhaRev., Phys. Rev. B 1991, 44, 6199. doi:10.1103/PHYSRev.B.44.6199
18. Single Charge Tunneling (Eds H. Grabert, M. H. Devoret) 1992 (Plenum Press: NewYork, NY)
19. L. P. Kouwenhoven, P. L. McEuen, in Nanotechnology (Ed. G. Timp) 1999, pp. 475-536 (Springer Verlag: NewYork, NY)
20. K. K. LikhaRev., Proc. IEEE 1999, 87, 606. doi:10.1109/5.752518
21. K. Uchida, in Nanoelectronics and Information Technology (Ed. R.Waser) 2003, pp. 426-443 (Wiley-VCH:Weinheim)
22. Y. Ono, A. Fujiwara, K. Nishiguchi, H. Inokawa,Y.Takahashi, J. Appl. Phys. 2005, 97, 031101. doi:10.1063/1.1843271 (Pubitemid 40238046)
23. R. Hanson, L. P. Kouwenhoven, J. R. Petha, S. Tarucha, L. M. K. Vandersypen, Rev. Mod. Phys. 2007, 79, 1217. doi:10.1103/ Rev.MODPHYS.79.1217
24. M. Klein, R. D. Levine, F. Remacle, J. Appl. Phys. 2008, 104, 044509. doi:10.1063/1.2970060
25. M. Klein, G. P. Lansbergen, J. A. Mol, S. Rogge, R. D. Levine, F. Remacle, ChemPhysChem 2009, 10, 162. doi:10.1002/CPHC. 200800568
26. F. Remacle, J. R. Heath, R. D. Levine, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 5653. doi:10.1073/PNAS.0501623102 (Pubitemid 40559614)
27. A. J. Houtepen, D. Vanmaekelbergh, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 19634. doi:10.1021/JP053103I
28. D. Vanmaekelbergh, A. J. Houtepen, J. J. Kelly, Electrochim. Acta 2007, 53, 1140. doi:10.1016/J.ELECTACTA.2007.02.045 (Pubitemid 47614988)
29. C. P. Smith, H. S. White, Anal. Chem. 1992, 64, 2398. doi:10.1021/ AC00044A017
30. M. Ohtani, Electrochem. Commun. 1999, 1, 488. doi:10.1016/S1388- 2481(99)00103-104
31. M. Ohtani, S. Kuwabata, H.Yoneyama, Anal. Chem. 1997, 69, 1045. doi:10.1021/AC960952G
32. M. M. Mano, C. R. Kime, Logic and Computer Design Fundamentals 2000, (Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ)
33. T. Albrecht, S. F. L. Mertens, J. Ulstrup, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9162. doi:10.1021/JA072517H (Pubitemid 47171863)
34. U. Pischel, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 4026. doi:10.1002/ ANIE.200603990
35. A. P. de Silva, S. Uchiyama, Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 399. doi:10.1038/NNANO.2007.188 (Pubitemid 47039099)
36. K. Szaciöwski, Chem. Rev. 2008, 108, 3481. doi:10.1021/CR068403Q
37. C. P. Collier, G. Mattersteig, E. W. Wong, Y. Luo, K. Beverly, J. Sampaio, F. M. Raymo, J. F. Stoddart, J. R. Heath, Science 2000, 289, 1172. doi:10.1126/SCIENCE.289.5482.1172 (Pubitemid 30650726)
38. Y. Luo, C. P. Collier, J. O. Jeppesen, K. A. Nielsen, E. DeIonno, G. Ho, J. Perkins, H. R. Tseng, T. Yamamoto, J. F. Stoddart, J. R. Heath, ChemPhysChem 2002, 3, 519. doi:10.1002/1439- 7641(20020617)3:6<519::AID-CPHC519>3.0. CO;2-2
39. J. E. Green, J. W. Choi, A. Boukai, Y. Bunimovich, E. Johnston- Halperin, E. DeIonno, Y. Luo, B. A. Sheriff, K. Xu, Y. S. Shin, H. R. Tseng, J. F. Stoddart, J. R. Heath, Nature 2007, 445, 414. doi:10.1038/NATURE05462 (Pubitemid 46160906)
40. G. Periyasamy, J.-P. Collin, J. P. Sauvage, R. D. Levine, F. Remacle, Chem. Eur. J. 2009, 15, 1310. doi:10.1002/CHEM.200802249
41. R.W. Murray, Chem. Rev. 2008, 108, 2688. doi:10.1021/CR068077E
42. T. Gupta, M. E. van der Boom, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5322. doi:10.1002/ANIE.200800830
43. D. A. Leigh, M. A. F. Morales, E. M. Perez, J. K.Y.Wong, C. G. Saiz, A. M. Z. Slawin, A. J. Carmichael, D. M. Haddleton, A. M. Brouwer, W. J. Buma, G.W. H.Wurpel, S. Leon, F. Zerbetto, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 3062. doi:10.1002/ANIE.200500101 (Pubitemid 40689845)
44. F. Remacle, I.Willner, R. D. Levine, ChemPhysChem 2005, 6, 1239. doi:10.1002/CPHC.200500057 (Pubitemid 41008215)
45. R. Baron, A. Onopriyenko, E. Katz, O. Lioubashevski, I. Willner, W. Sheng, H. Tian, Chem. Commun. 2006, 2147. doi:10.1039/ B518378B
46. G. d Ruiter, E.Tartakovsky, N. Oded,M. E. v. d. Boom, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, doi:10.1002/ANIE.200905358
47. C. P. Smith, H. S. White, in Microscopic Models of Electrode- Electrolyte Interfaces, Vol.93 (Ed. J. W. Halley) 1993, p. 5 (Electrochemical Soc.iety: Princeton, NJ)
48. C. P. Smith, H. S. White, Langmuir 1993, 9, 1. doi:10.1021/ LA00025A001
49. J. Park,A.N. Pasupathy, J. I. Goldsmith, C. Chang,Y.Yaish, J. R. Petta, M. Rinkoski, J. P. Sthena, H. D. Abruna, P. L. McEuen, D. C. Ralph, Nature 2002, 417, 722. doi:10.1038/NATURE00791 (Pubitemid 34649374)
50. J. Zhang, A. L. Barker, D. Mandler, P. R. Unwin, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9312. doi:10.1021/JA036146Q (Pubitemid 36936048)
51. S. B. Cronin, R. Barnett, M. Tinkham, S. G. Chou, O. Rabin, M. S. Dresselhaus, A. K. Swan, M. S. Unlu, B. B. Goldberg, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 2052. doi:10.1063/1.1666997
52. P. Liljeroth, D. Vanmaekelbergh, V. Ruiz, K. Kontturi, H. Jiang, E. Kauppinen, B. M. Quinn, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7126. doi:10.1021/JA0493188 (Pubitemid 38855412)
53. L. Larrimore, S. Nad, X. Zhou, H. Abruna, P. L. McEuen, Nano Lett. 2006, 6, 1329. doi:10.1021/NL060156I (Pubitemid 44195304)
54. P. G. Nicholson, V. Ruiz, J. V. Macpherson, P. R. Unwin, Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 5096. doi:10.1039/B605691C
55. J. Zhang, A. M. Kuznetsov, I. G. Medvedev, Q. Chi, T. Albrecht, P. S. Jensen, J. Ulstrup, Chem. Rev. 2008, 108, 2737. doi:10.1021/ CR068073+
56. P. Ahonen, V. Ruiz, K. Kontturi, P. Liljeroth, B. M. Quinn, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 2724. doi:10.1021/JP0776513 (Pubitemid 351316463)
57. F. Chen, N. J. Tao, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 429. doi:10.1021/ AR800199A
58. A. B. Kharitonov, A. N. Shipway, I. Willner, Anal. Chem. 1999, 71, 5441. doi:10.1021/AC990997S
59. M. Motornov, R. Sheparovych, E. Katz, S. Minko, ACS Nano 2008, 2, 41. doi:10.1021/NN700214F (Pubitemid 351585763)
60. J. F. Smalley, M. D. Newton, S. W. Feldberg, J. Electroanal. Chem. 2006, 589, 1. doi:10.1016/J.JELECHEM.2005.11.036
61. M. R. Moncelli, L. Becucci, F. T. Buoninsegni, R. Guidelli, Biophys. J. 1998, 74, 2388. doi:10.1016/S0006-3495(98)77947-0
62. M. Sano, H. Taube, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2327. doi:10.1021/ JA00006A075
63. Z. Kohavi, Switching and Finite Automata Theory 1999 (Tata McGraw-Hill: New Delhi)