Thermodynamic equilibrium-driven formation of single-sized nanocrystals: Reaction media tuning CdSe magic-sized versus regular quantum dots

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 8, 2010, Pages 3329-3339

  Yu, Kui ^a   Hu, Michael Z ^b   Wang, Ruibing ^a   Le Piolet, Mickaël ^a   Frotey, Marion ^a   Zaman, Md Badruz ^a   Wu, Xiaohua ^a   Leek, Donald M ^a   Tao, Ye ^a   Wilkinson, Diana ^c   Li, Chunsheng ^d  

^a NATIONAL RESEARCH COUNCIL CANADA   (Canada)

^b OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c DEFENCE RESEARCH AND DEVELOPMENT CANADA   (Canada)

^d Environmental Health Center   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

1-OCTADECENE; BAND-GAP EMISSION; COLLOIDAL NANOCRYSTALS; EXPERIMENTAL DESIGN; FORMATION MECHANISM; HOMOGENEOUS NUCLEATION; NANOPARTICLE SYNTHESIS; NON-INJECTION; NUCLEATION AND GROWTH; ONE POT; QUANTUM DOT; REACTION CONDITIONS; REACTION MEDIA; REACTION MEDIUM; REPRODUCIBILITIES; SURFACE LIGANDS; SYNTHETIC PARAMETERS; THERMODYNAMIC EQUILIBRIA; TRIOCTYLPHOSPHINES;

CADMIUM ALLOYS; CADMIUM COMPOUNDS; NANOCRYSTALS; NANOPARTICLES; NUCLEATION; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS; THERMODYNAMICS; TUNING;

SYNTHESIS (CHEMICAL);

EID: 77749274602     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp909310a     Document Type: Article

References (94)

1. (a) Ouyang, J.; Zaman, Md. B.; Yan, F. J.; Johnston, D.; Li, G.; Wu, X.; Leek, D.; Ratcliffe, C. I.; Ripmeester, J. A.; Yu, K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13805-13811.
2. (b)Yu, K.; Ouyang, J.; Zaman, Md. B.; Johnston, D.; Yan, F. J.; Li, G.; Ratcliffe, C. I.; Leek, D. M.; Wu, X.; Stupak, J.; Jakubek, Z.; Whitfield, D. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 3390-3401.
3. (a)Wang, R.; Ouyang, J.; Nikolaus, S.; Brestaz, L.; Zaman, Md. B.; Wu, X.; Leek, D.; Ratcliffe, C. I.; Yu, K. Chem. Commun. 2009, 962-964.
4. (b)Wang, R.; Calvignanello, O.; Ratcliffe, C. I.; Wu, X.; Leek, D. M.; Zaman, Md. B.; Kingston, D.; Ripmeester, J. A.; Yu, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 3402-3408.
5. (c)Wang, R.; Ratcliffe, C. I.; Wu, X.; Voznyy, O.; Tao, Y.; Yu, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 17979-17982.
6. (d)Li, M.; Ouyang, J.; Ratcliffe, C. I.; Peirtri, L.; Wu, X.; Leek, D.; Moudrakovski, I.; Lin, Q.; Yang, B.; Yu, K. ACS Nano 2009, 3, 3832-3838.
7. (a)Bowers, M. J.; McBride, J. R.; Rosenthal, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15378-15379.
8. (b)Kudera, S.; Zanella, M.; Giannini, C.; Rizzo, A.; Li, Y.; Gigli, G.; Cingolani, R.; Ciccarella, G.; Spahl, W.; Parak, W. J.; Manna, L. Adv. Mater. 2007, 19, 548-552.
9. (c)Kucur, E.; Ziegler, J.; Nann, T. Small 2008, 4, 883-887.
10. (d)Riehle, F. S.; Bienert, R.; Thomann, R.; Urban, G. A.; Kruger, M. Nano Lett. 2009, 9, 514-518.
11. (a)Weller, H. Adv. Mater. 1993, 5, 88-95.
12. (b)Nirmal, M.; Murray, C. B.; Bawendi, M. G. Phys. Rev. B 1994, 50, 2293-2300.
13. (c)Nirmal, M.; Brus, L. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 407-414.
14. (d)Hu, J.; Odom, T. W.; Lieber, C. M. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 435-445.
15. (e)Eychmuller, A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6514-6528.
16. (f)Gammon, D. Nat. Phys. 2007, 3, 761-762.
17. (g)Resch-Genger, U.; Grabolle, M.; Cavaliere-Jaricot, S.; Nitschke, R.; Nann, T. Nat. Methods 2008, 5, 763-775.
18. (a)Bruchez, M., Jr; Moronne, M.; Gin, P.; Weiss, S.; Alivisatos, A. P. Science 1998, 281, 2013-2016.
19. (b)Chan, W. C. W.; Nie, S. Science 1998, 281, 2016-2018.
20. (c)Han, M.; Gao, X.; Su, J. Z.; Nie, S. Nat. Biotechnol. 2001, 19, 631-635.
21. (d)Michalet, X.; Pinaud, F. F.; Bentolila, L. A. J.; Tsay, M.; Doose, S.; Li, J. J.; Sundaresan, G.; Wu, A. M.; Gambhir, S. S.; Weiss, S. Science 2005, 307, 538-544.
22. (e)Jamieson, T.; Bakhshi, R.; Petrova, D.; Pocock, R.; Imani, M.; Seifalian, A. M. Biomaterials 2007, 28, 4717-4732.
23. (f)Choi, H. S.; Ipe, B. I.; Preeti, M.; Lee, J. H.; Bawendi, M. G.; Frangioni, J. V. Nano Lett. 2009, 9, 2354-2359.
24. (g)Zaman, Md. M.; Baral, T.; Zhang, J.; Whitfield, D.; Yu, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 496-499.
25. (a)Dabbousi, B. O.; Bawendi, M. G.; Onitsuka, O.; Rubner, M. F. Appl. Phys. Lett. 1995, 66, 1316-1318.
26. (b)Coe, S.; Woo, W.-K.; Bawendi, M. G.; Bulovic, V. Nature 2002, 420, 800-803.
27. (c)Zhao, J.; Bardecker, J. A.; Munro, A. M.; Liu, M. S.; Niu, Y.; Ding, I.-K.; Luo, J.; Chen, B.; Jen, A. K.-Y.; Ginger, D. S. Nano Lett. 2006, 6, 463-467.
28. (d)Anikeeva, P. O.; Halpert, J. E.; Bawendi, M. G.; Bulovic, V. Nano Lett. 2007, 7, 2196-2200.
29. (e)Anikeeva, P. O.; Halpert, J. E.; Bawendi, M. G.; Bulovic, V. Nano Lett. 2009, 9, 2532-2536.
30. (f)Yu, K.; Ouyang, J.; Vincent, M.; Chabloz, D.; Wilkinson, B.; Perier, F. Synthesis and Characterization of Colloidal Semiconductor Quantum Dots as Blue Photoluminescent Emitters, in Doped Nanomaterials and NanodeVices; Chen, W., Ed.; American Scientific Publishers: Stevenson Ranch, CA, 2009.
31. (a)Nozik, A. J. Phys. E 2002, 14, 115-120.
32. (b)Huynh, W. U.; Dittmer, J. J.; Alivisatos, A. P. Science 2002, 295, 2425-2427.
33. (c)Gur, I.; Fromer, N. A.; Geier, M. L.; Alivisatos, A. P. Science 2005, 310, 462-465.
34. (d)McDonald, S. A.; Konstantatos, G.; Zhang, S.; Cyr, P. W.; Klem, E. J. E.; Levina, L.; Sargent, E. H. Nat. Mater. 2005, 4, 138-142.
35. (e)Klimov, V. I. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 16827-16845.
36. (f)Koleilat, G. I.; Levina, L.; Shukla, H.; Myrskog, S. H.; Hinds, S.; Pattantyus-Abraham, A. G.; Sargent, E. H. ACS Nano 2008, 2, 833-840.
37. (g)Luther, J. M.; Law, M.; Beard, M. C.; Song, Q.; Reese, M. O.; Ellingson, R. J.; Nozik, A. J. Nano Lett. 2008, 8, 3488-3492.
38. (h)Kamat, P. V. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 18737-18753.
39. (i)Ma, W.; Luther, J. M.; Zheng, H.; Wu, Y.; Alivisatos, A. P. Nano Lett. 2009, 9, 1699-1703.
40. (a)Empedocles, S. A.; Neuhauser, R.; Shimizu, K.; Bawendi, M. G. Adv. Mater. 1999, 11, 1243-1256.
41. (b)Schlegel, G.; Bohnenberger, J.; Potapova, I.; Mews, A. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 137401.
42. (a)Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706-8715.
43. (b)Peng, Z. A.; Peng, X. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 183-184.
44. (a)Yu, K.; Singh, S.; Patrito, N.; Chu, V. Langmuir 2004, 20, 11161-11168.
45. (b)Yu, K.; Zaman, B.; Ripmeester, J. A. J. Nanosci. Nanotech. 2005, 5, 669-681.
46. (a)Park, J.; An, K.; Hwang, Y.; Park, J. G.; Noh, H.-J.; Kim, J. Y.; Park, J.-H.; Hwang, N.-M.; Hyeon, T. Nat. Mater. 2004, 3, 891-895.
47. (b)Cao, Y. C.; Wang, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14336-14337.
48. (c)Yang, Y. A.; Wu, H.; Williams, K. R.; Cao, Y. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6712-6715.
49. (d)Park, J.; Joo, J.; Kwon, S. G.; Jang, Y.; Hyeon, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4630-4660.
50. (a)Ouyang, J.; Ratcliffe, C. I.; Kingston, D.; Wilkinson, B.; Kuijper, J.; Wu, X.; Ripmeester, J. A.; Yu, K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4908-4919.
51. (b)Liu, T.-Y.; Li, M.; Ouyang, J.; Zaman, Md. B.; Wang, R.; Wu, X.; Yeh, C.-S.; Lin, Q.; Yang, B.; Yu, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2301-2308.
52. (c)Ouyang, J.; Vincent, M.; Descours, P.; Boivineau, T.; Kingston, D.; Zaman, Md. B.; Wu, X.; Yu, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 5193-5200.
53. (d)Ouyang, J.; Kuijper, J.; Brot, S.; Kingston, D.; Wu, X.; Leek, D.; Hu, M.; Ripmeester, A. J.; Yu, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7579-7593.
54. (a)Kelton, K. F. Solid State Phys. 1991, 45, 75-177.
55. (b)Nucleation and Crystallization in Liquids and Glasses. In Ceramic Transactions; Weinberg, M. C., Ed.; The American Ceramic Society: Westerville, OH, 1993; Vol.30.
56. Mullin, J. W. Crystallization, 3rd ed.; Butterworth Heinemann, Oxford: Boston, MA, 1997.
57. (d) Mullin, J. W. Crystallization, 4th ed.; Butterworth Heinemann, Oxford: Boston, MA, 2001.
58. (a)Dunning, W. J. Nucleation; Zettlemoyer, A. C., Ed.; Marcel Dekker: New York, 1969.
59. (b)Abraham, F. F. Homogeneous nucleation theory; Academic Press: New York, 1974.
60. (c)Gunton, D.; Miguel, M. S.; Sahni, P. S. Phase Transitions and Critical Phenomena; Domb, C., Lebowitz, J. L., Eds.; Academic Press: London, 1983; Vol.8, p 267.
61. (a)Hono, K.; Hirano, K. I. Phase Trans. 1987, 10, 223-255.
62. (b)Hu, M. Z.; Zielke, J. T.; Lin, J. S.; Byers, C. H. J. Mater. Res. 1999, 14, 103-113.
63. (c)Hu, M. Z.; Zielke, J. T.; Byers, C. H.; Lin, J. S.; Harris, M. T. J. Mater. Sci. 2000, 35, 1957-1971.
64. (a)Peng, X.; Wickham, J.; Alivisatos, A. P. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5343-5344.
65. (b)Qu, L.; Yu, W. W.; Peng, X. Nano Lett. 2004, 4, 465-469.
66. (c)Bullen, C. R.; Mulvaney, P. Nano Lett. 2004, 4, 2303-2307.
67. (a)Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545-610.
68. (b)Talapin, D. V.; Rogach, A. L.; Haase, M.; Weller, H. J. Phys. Chem. 2001, 105, 12278-12285.
69. (c)Talapin, D. V.; Rogach, A. L.; Shevchenko, E. V.; Kornowski, A.; Haase, M.; Weller, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5782-5790.
70. (d)Peng, Z. A.; Peng, X. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3343-3353.
71. Hu, M. Z.; Harris, M. T.; Byers, C. H. J. Colloid Interface Sci. 1998, 198, 87-99.
72. Leubner, I. H. Precision Crystallization: Theory and Practice of Controlling Crystal Size; Taylor and Francis Group: Boca Raton, FL, 2009.
73. (a)Yu, W. W.; Qu, L.; Guo, W.; Peng, X. Chem. Mater. 2003, 15, 2854-2860.
74. (b)Dai, Q.; Wang, Y.; Li, X.; Zhang, Y.; Pellegrino, D. J.; Zhao, M.; Zou, B.; Seo, J. T.; Wang, Y.; Yu, W. W. ACS Nano 2009, 3, 1518-1524.
75. (a)Pradhan, N.; Xu, H.; Peng, X. Nano Lett. 2006, 6, 720-724.
76. (b)Ithurria, S.; Dubertret, B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16504-16505.
77. (c)Joo, J.; Son, J. S.; Kwon, S. G.; Yu, J. H.; Hyeon, T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5632-5633.
78. (a)Ekimov, A. I.; Hache, E.; Schanne-Klein, M. G.; Ricard, D.; Flytzanis, C. J. Opt. Soc. Am. B 1993, 10, 100-107.
79. (b)Norris, D. J.; Bawendi, M. G. Phys. Rev. B 1996, 53, 16338-16346.
80. (a)Platschek, V.; Schmidt, T.; Lerch, M.; Muller, G.; Spanhel, L.; Emmerling, A.; Fricke, J.; Foitzik, A. H.; Langer, E. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1998, 102, 85-95.
81. (b)Soloviev, V. N.; Eichhofer, A.; Fenske, D.; Banin, U. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2354-2364.
82. (c)Kasuya, A.; Sivamohan, R.; Barnakov, Y. A.; Dmitruk, I. M.; Nirasawa, T.; Romanyuk, V. R.; Kumar, V.; Mamykin, S. V.; Tohji, K.; Jeyadevan, B.; Shinoda, K.; Kudo, T.; Terasaki, O.; Liu, Z.; Belosludov, R. V.; Sundararajan, V.; Kawazoe, Y. Nat. Mater. 2004, 3, 99-102.
83. (d)Dai, Q.; Li, D.; Chang, J.; Song, Y.; Kan, S.; Chen, H.; Zou, B.; Xu, W.; Xu, S.; Liu, B.; Zou, G. Nanotechnology 2007, 18, 405603.
84. (a)Yu, K.; Zaman, B.; Singh, S.; Wang, D.; Ripmeester, J. A. J. Nanosci. Nanotech. 2005, 5, 659-668.
85. (b)Yu, K.; Zaman, B.; Singh, S.; Wang, D.; Ripmeester, J. A. Chem. Mater. 2005, 17, 2552-2561.
86. (a)Yu, K.; Zaman, B.; Romanova, S.; Wang, D.; Ripmeester, J. A. Small 2005, 3, 332-338.
87. (b)Ratcliffe, C. I.; Yu, K.; Ripmeester, J. A; Zaman, B.; Badarau, C.; Singh, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3510-3519.
88. (a)Vossmeyer, T.; Katsikas, L.; Giersig, M.; Popovic, I. G.; Diesner, K.; Chemseddine, A.; Eychmueller, A.; Weller, H. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7665-7673.
89. (b)Cumberland, S. L.; Hanif, K. M.; Javier, A.; Khitrov, G. A.; Strouse, G. F.; Woessner, S. M.; Yun, C. S. Chem. Mater. 2002, 14, 1576-1584.
90. (c)Dagtepe, P.; Chikan, V.; Jasinski, J.; Leppert, V. J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14977-14983.
91. (d) Evans, C. M.; Guo, L.; Peterson, J. J.; Maccagnano-Zacher, S.; Krauss, T. D. Nano Lett. 2008, 8, 2896-2899.
92. Liu, H.; Owen, J. S.; Alivisatos, A. P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 305-312.
93. (a)Steckel, J. S.; Yen, B. K. H.; Oertel, D. C.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13032-13033.
94. (b)Rempel, J. Y.; Bawendi, M. G.; Jensen, K. F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4479-4489.