Nucleation control of size and dispersity in aggregative nanoparticle growth. A study of the coarsening kinetics of thiolate-capped gold nanocrystals

Chemistry of Materials

Volumn 22, Issue 10, 2010, Pages 3212-3225

  Shields, Shawn P ^a   Richards, Vernal N ^a   Buhro, William E ^a  

^a WASHINGTON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AU NANOCRYSTALS; COARSENING KINETICS; DISPERSITY; FUNCTION OF TIME; GAUSSIAN PROFILES; GOLD NANOCRYSTALS; MEAN SIZE; NANOCRYSTAL SIZE DISTRIBUTION; NANOPARTICLE GROWTHS; NUCLEATION AND GROWTH; NUCLEATION CONTROL; NUCLEATION PARAMETERS; NUCLEATION RATE; TETRAOCTYLAMMONIUM BROMIDE; THERMAL COARSENING; THIOLATES; TIME DEPENDENCE; TIME WINDOWS;

COARSENING; NANOCRYSTALS; SIZE DISTRIBUTION;

NUCLEATION;

EID: 77952532445     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm100458b     Document Type: Article

References (123)

1. Maye, M. M.; Zheng, W.; Leibowitz, F. L.; Ly, N. K.; Zhong, C.-J. Langmuir 2000, 16, 490-497
2. Maye, M. M.; Zhong, C.-J. J. Mater. Chem. 2000, 10, 1895-1901
3. Brust, M.; Walker, M.; Bethell, D.; Schiffrin, D. J.; Wyman, R. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994, 801-802
4. Waters, C. A.; Mills, A. J.; Johnson, K. A.; Schiffrin, D. J. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 2003, 540-541
5. LaMer, V. K.; Dinegar, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1950, 72, 4847-4854
6. LaMer, V. K. Ind. Eng. Chem. 1952, 44, 1270-1277
7. Reiss, H. J. Chem. Phys. 1951, 19, 482-487
8. Morales, M. P.; González-Carre'o, T.; Serna, C. J. J. Mater. Res. 1992, 7, 2538-2545
9. Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706-8715
10. Saunders, A. E.; Sigman, M. B.; Korgel, B. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 193-199
11. Drofenik, M.; Kristl, M.; Žnidaršič, A.; Hanžel, D.; Lisjak, D. J. Am. Ceram. Soc. 2007, 90, 2057-2061
12. Robb, D. T.; Privman, V. Langmuir 2008, 24, 26-35
13. Zheng, H.; Smith, R. K.; Jun, Y.-w.; Kisielowski, C.; Dahmen, U.; Alivisatos, A. P. Science 2009, 324, 1309-1312
14. Calvert, P. Nature 1994, 367, 119-120
15. Hornstein, B. J.; Finke, R. G. Chem. Mater. 2004, 16, 139-150
16. Besson, C.; Finney, E. E.; Finke, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8179-8184
17. Besson, C.; Finney, E. E.; Finke, R. G. Chem. Mater. 2005, 17, 4925-4938
18. Finney, E. E.; Finke, R. G. Chem. Mater. 2008, 20, 1956-1970
19. Ott, L. S.; Finke, R. G. Chem. Mater. 2008, 20, 2592-2601
20. Matijević, E. Chem. Mater. 1993, 5, 412-426
21. Matijević, E.; Goia, D. Croatica Chem. Acta 2007, 80, 485-491
22. Privman, V.; Goia, D. V.; Park, J.; Matijević, E. J. Colloid Interface Sci. 1999, 213, 36-45
23. Libert, S.; Gorshkov, V.; Goia, D.; Matijević, E.; Privman, V. Langmuir 2003, 19, 10679-10683
24. Privman, V. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2009, 1161, 508-525
25. Drews, T. O.; Katsoulakis, M. A.; Tsapatsis, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23879-23887
26. Drews, T. O.; Tsapatsis, M. Microporous Mesoporous Mater. 2007, 101, 97-107
27. Kumar, S.; Davis, T. M.; Ramanan, H.; Penn, R. L.; Tsapatsis, M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 3398-3403
28. Turkevich, J. Gold Bull. 1985, 18, 86-91
29. Look, J.-L.; Bogush, G. H.; Zukoski, C. F. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1990, 90, 345-357
30. Bogush, G. H.; Zukoski, C. F. J. Colloid Interface Sci. 1991, 142, 19-34
31. Van Hyning, D. L.; Klemperer, W. G.; Zukoski, C. F. Langmuir 2001, 17, 3128-3135
32. Penn, R. L. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12707-12712
33. Penn, R. L.; Banfield, J. F. Science 1998, 281, 969-971
34. Penn, R. L.; Banfield, J. F. Geochim. Cosmochim. Acta 1999, 63, 1549-1557
35. Huang, F.; Zhang, H.; Banfield, J. F. Nano Lett. 2003, 3, 373-378
36. Levit, A. B.; Rowell, R. L. J. Colloid Interface Sci. 1975, 50, 162-169
37. Kerker, M.; Daby, E.; Cohen, G. L.; Kratohvil, J. P.; Matijević, E. J. Phys. Chem. 1963, 67, 2105-2111
38. Rowell, R. L.; Kratohvil, J. P.; Kerker, M. J. Colloid Interface Sci. 1968, 27, 501-506
39. Gasser, U.; Weeks, E. R.; Schofield, A.; Pusey, P. N.; Weitz, D. A. Science 2001, 292, 258-262
40. Gong, T.; Shen, J.; Hu, Z.; Marquez, M.; Cheng, Z. Langmuir 2007, 23, 2929-2923
41. Dixit, N. M.; Zukoski, C. F. Phys. Rev. E 2002, 66, 125602
42. Prakash, A.; Bapat, A. P.; Zachariah, M. R. Aerosol Sci. Technol. 2003, 37, 892-898
43. Uyeda, N.; Nishino, M.; Suito, E. J. Colloid Interface Sci. 1973, 43, 264-275
44. Bisson, L.; Boissiere, C.; Nicole, L.; Grosso, D.; Jolivet, J. P.; Thomazeau, C.; Uzio, D.; Berhault, G.; Sanchez, C. Chem. Mater. 2009, 21, 2668-2678
45. Ben-Eliyahu, Y.; Brill, M.; Mintz, M. H. J. Chem. Phys. 1999, 111, 6053-6060
46. Wette, P.; Schöpe, H. J.; Palberg, T. J. Chem. Phys. 2005, 123, 174902
47. Shields, S. P.; Buhro, W. E.; Finney, E. E.; Finke, R. G. manuscript in preparation.
48. Lin, X. M.; Sorensen, C. M.; Klabunde, K. J. J. Nanoparticle Res. 2000, 2, 157-164
49. Stoeva, S.; Klabunde, K. J.; Sorensen, C. M.; Dragieva, I. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2305-2311
50. Jana, N. R.; Peng, X. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14280-14281
51. Ji, X.; Song, X.; Li, J.; Bai, Y.; Yang, W.; Peng, X. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13939-13948
52. Zhao, L.; Ji, X.; Li, J.; Yang, W.; Peng, X. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 16645-16651
53. Zheng, N.; Fan, J.; Stucky, G. D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6550-6551
54. Luo, G. Mater. Lett. 2007, 61, 1039-1041
55. Meli, L.; Green, P. F. ACS Nano 2008, 2, 1305-1312
56. Lee, D.-K.; Park, S.-I.; Lee, J. K.; Hwang, N.-M. Acta Mater. 2007, 55, 5281-5288
57. Seshadri, R.; Subbanna, G. N.; Vijayakrishnan, V.; Kulkarni, G. U.; Ananthakrishna, G.; Rao, C. N. R. J. Phys. Chem. 1995, 99, 5639-5644
58. Biswas, K.; Varghese, N.; Rao, C. N. R. Small 2008, 4, 649-655
59. Gualtieri, A. F. Phys. Chem. Minerals 2001, 28, 719-728
60. Gusak, A. M.; Hodaj, F.; Bogatyrev, A. O. J. Phys.: Condens. Matter 2001, 13, 2767-2787
61. Talukdar, S. S.; Swihart, M. T. J. Aerosol Sci. 2004, 35, 889-908
62. Lümmen, N.; Kraska, T. J. Aerosol Sci. 2005, 36, 1409-1426
63. Mukherjee, D.; Prakash, A.; Zachariah, M. R. J. Aerosol Sci. 2006, 37, 1388-1399
64. Talapin, D. V.; Rogach, A. L.; Haase, M.; Weller, H. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12278-12285
65. Hiramatsu, H.; Osterloh, F. E. Chem. Mater. 2004, 16, 2509-2511
66. Skrdla, P. J.; Robertson, R. T. Chem. Mater. 2008, 20, 3-4
67. Avrami, M. J. Chem. Phys. 1939, 7, 1103-1112
68. Avrami, M. J. Chem. Phys. 1940, 8, 212-224
69. Avrami, M. J. Chem. Phys. 1941, 9, 177-184
70. Burbelko, A. A.; Fraś, E.; Kapturkiewicz, W. Mater. Sci. Eng., A 2005, 413-414, 429-434
71. Christian, J. W. The Theory of Transformation in Metals and Alloys, 2 nd ed.; Pergamon: Oxford U.K., 1981; p 489.
72. Levine, L. E.; Narayan, K. L.; Kelton, K. F. J. Mater. Res. 1997, 12, 124-132
73. Ino, S. J. Phys. Soc. Jpn. 1969, 27, 941-953
74. Wiley, B.; Sun, Y.; Chen, J.; Cang, H.; Li, Z.-Y.; Li, X.; Xia, Y. MRS Bull. 2005, 30, 356-361
75. Sato, K.; Huang, W. J.; Bohra, F.; Sivaramakrishnan, S.; Tedjasaputra, A. P.; Zuo, J. M. Phys. Rev. B 2007, 76, 144113
76. Halfon, A.; Kaliaguine, S. Can. J. Chem. Eng. 1976, 54, 168-172
77. Budz, J.; Jones, A. G.; Mullin, J. W. J. Chem. Technol. Biotechnol. 1986, 4, 153-161
78. Beckman, J. R.; Farmer, R. W. AIChE Symp. Ser. 1987, 83, 85-94
79. Xiong, Y.; Pratsinis, S. E. J. Aerosol Sci. 1991, 22, 637-655
80. Hostomsk', J.; Jones, A. G. J. Phys. D: Appl. Phys. 1991, 24, 165-170
81. Wachi, S.; Jones, A. G. Chem. Eng. Sci. 1992, 47, 3145-3148
82. Eberl, D. D.; Drits, V. A.; Środon, J. Am. J. Sci. 1998, 298, 499-533
83. Park, K. S.; Lee, B. W.; Choi, M. Aerosol Sci. Technol. 1999, 31, 258-274
84. Carlow, G. R. Phys. A 1997, 239, 65-77
85. Mantzaris, N. V. Chem. Eng. Sci. 2005, 60, 4749-4770
86. Madras, G.; McCoy, B. J. J. Colloid Interface Sci. 2003, 261, 423-433
87. Datye, A. K.; Xu, Q.; Kharas, K. C.; McCarty, J. M. Catal. Today 2006, 111, 59-67
88. Vorhees, P. W. Annu. Rev. Mater. Sci. 1992, 22, 197-215
89. Zheng, X. Z. Phys. B 1994, 93, 501-507
90. Lifshitz, I. M.; Slyozov, V. V. J. Phys. Chem. Solids 1961, 19, 35-50
91. Wagner, C. Z. Elektrochem. 1961, 65, 581-590
92. Norby, P. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5215-5221
93. Price, F. P.; Wendorff, J. H. J. Phys. Chem. 1971, 75, 2839-49
94. Yang, C. P.; Nagle, J. F. Phys. Rev. A 1988, 37, 3993-4000
95. van Osdol, W. W.; Ye, Q.; Johnson, M. L.; Biltonen, R. L. Biophys. J. 1992, 63, 1011-1017
96. Di Lorenzo, M. L.; Silvestre, C. Prog. Polym. Sci. 1999, 24, 917-950
97. Yang, J.; McCoy, B. J.; Madras, G. J. Chem. Phys. 2005, 122, 064901
98. Egan, T. J.; Tshivhase, M. G. Dalton Trans. 2006, 5024-5032
99. Rempel, J. Y.; Bawendi, M. G.; Jensen, K. F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4479-4489
100. Finney, E. E.; Finke, R. G. Chem. Mater. 2009, 21, 4468-4479
101. Vine, D. J.; Jesson, D. E.; Morgan, M. J.; Shchukin, V. A.; Bimberg, D. Phys. Rev. B 2005, 72, 241304 (R).
102. Ross, F. M.; Tersoff, J.; Tromp, R. M. Microscopy Microanal. 1998, 4, 254-263
103. Agnelli, M.; Kolb, M.; Mirodatos, C. J. Catal. 1994, 148, 9-21
104. Takaki, T.; Tomita, Y. Key Eng. Mater. 2007, 340-341, 1073-1078
105. Wahi, R. K.; Liu, Y.; Falkner, J. C.; Colvin, V. L. J. Colloid Interface Sci. 2006, 302, 530-536
106. Goldfarb, I.; Hayden, P. T.; Owen, J. H. G.; Briggs, G. A. D. Phys. Rev. B 1997, 56, 10459-10468
107. Chen, M. K.; Voorhees, P. W. Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 1993, 1, 591-612
108. Ryu, H. J.; Hong, S. H.; Weber, J.; Tundermann, J. H. J. Mater. Sci. 1999, 34, 329-336
109. Howard, A.; Mitchell, C. E. J.; Egdell, R. G. Surf. Sci. Lett. 2002, 515, L504-L508
110. Mrotzek, M.; Nembach, E. Acta Mater. 2008, 56, 150-154
111. Proussevich, A. A.; Sahagian, D. L.; Carlson, W. D. J. Volcanol. Geotherm. Res. 2007, 164, 112-126
112. Mitchell, C. E. J.; Howard, A.; Carney, M.; Egdell, R. G. Surf. Sci. 2001, 490, 196-210
113. Lai, X., St.; Clair, T. P.; Goodman, D. W. Faraday Discuss. 1999, 114, 279-284
114. LaLonde, A. D.; Norton, M. G.; Zhang, D.; Gangadean, D.; Alkhateeb, A.; Padmanabhan, R. J. Mater. Res. 2005, 20, 3021-3027
115. Kielbassa, S.; Häbich, A.; Schnaidt, J.; Bansmann, J.; Weigl, F.; Boyen, H.-G.; Ziemann, P.; Behm, R. J. Langmuir 2006, 22, 7873-7880
116. Templeton, A. C.; Hostetler, M. J.; Kraft, C. J.; Murray, R. W. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1906-1911
117. Hiemenz, P. C.; Rajagopalan, R. Principles of Colloid and Surface Chemstry, 3 rd ed.; Marcel Dekker: New York, 1997; pp 585 - 604.
118. Van Hyning, D. L.; Klemperer, W. G.; Zukoski, C. F. Langmuir 2001, 17, 3120-3127
119. Anderson, V. J.; Lekkerkerker, H. N. W. Nature 2002, 416, 811-815
120. Abdullin, S. N.; Stepanov, A. L.; Osin, Yu. N.; Khaibullin, R. I.; Khaibullin, I. B. Surf. Coat. Technol. 1998, 106, 214-219
121. Buck, U. J. Phys. Chem. 1988, 92, 1023-1031
122. Yasuoka, K.; Zeng, X. C. J. Chem. Phys. 2007, 126, 124320
123. Goldstein, N.; Brack, T. L.; Atkinson, G. H. J. Chem. Phys. 1986, 85, 2684-2691