Excited-state electron transfer from ruthenium-polypyridyl compounds to anatase TiO2 nanocrystallites: Evidence for a stark effect

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 45, 2010, Pages 14596-14604

  Ardo, Shane ^a   Sun, Yali ^b   Castellano, Felix N ^b   Meyer, Gerald J ^a  

^a Johns Hopkins University   (United States)

^b BOWLING GREEN STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACETONITRILE; CHARGE TRANSFER; ELECTRIC FIELDS; EXPONENTIAL FUNCTIONS; ION EXCHANGE; LASER EXCITATION; PHOTOLUMINESCENCE; RATE CONSTANTS; RUTHENIUM; SOLAR CELLS; SPECTROSCOPY; STARK EFFECT; TITANIUM DIOXIDE;

ABSORPTION AND PHOTOLUMINESCENCE; ANATASE TIO; BIPYRIDINES; CHARGE RECOMBINATIONS; COORDINATION COMPOUNDS; DYE-SENSITIZED SOLAR CELL; ELECTRON TRANSFER; FLUENCES; INTERFACIAL CHARGE; MESOPOROUS; METAL-TO-LIGAND CHARGE TRANSFER; PHOTOPHYSICAL STUDIES; RELATIVE ORIENTATION; RUTHENIUM SENSITIZERS; STRETCHED EXPONENTIAL FUNCTIONS; TIME-RESOLVED; TIO; TRANSIENT FIELDS;

EXCITED STATES;

EID: 78650152371     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp102349m     Document Type: Article

References (87)

1. Steffen, M. A.; Lao, K.; Boxer, S. G. Science 1994, 264, 810-816.
2. Gosztola, D.; Yamada, H.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2041-2048.
3. Debreczeny, M. P.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R. Science 1996, 274, 584-587.
4. Gosztola, D.; Niemczyk, M. P.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5118-5119.
5. Juris, A.; Balzani, V.; Barigelletti, F.; Campagna, S.; Belser, P.; von Zelewsky, A. Coord. Chem. Rev. 1988, 84, 85-277.
6. In Organic Chemistry and Theory; Boschke, F. L.; Dewar, M. J. S.; Harrier, K.; Heilbrunner, E.; Itô, S.; Lehn, J.-M.; Neidenzu, K.; Rees, C. W.; Schäfer, K.; Wittig, G., Eds.; Topics in Current Chemistry; Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, New York, 1978; Vol. 75.
7. Brown, G. M.; Brunschwig, B. S.; Creutz, C.; Endicott, J. F.; Sutin, N. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 1298-1300.
8. Meyer, T. J. Acc. Chem. Res. 1989, 22, 163-170.
9. Morris, A. J.; Meyer, G. J.; Fujita, E. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1983-1994.
10. Dempsey, J. L.; Brunschwig, B. S.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1995-2004.
11. Magnuson, A.; Anderlund, M.; Johansson, O.; Lindblad, P.; Lomoth, R.; Polivka, T.; Ott, S.; Stensjö, K.; Styring, S.; Sundström, V.; Hammarström, L. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1899-1909.
12. Wasielewski, M. R. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1910-1921.
13. Youngblood, W. J.; Lee, S.-H. A.; Maeda, K.; Mallouk, T. E. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1966-1973.
14. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1890-1898.
15. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Brennaman, M. K.; Hoertz, P. G.; Patrocinio, A. O. T.; Murakami Iha, N. Y.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1954-1965.
16. Boettcher, S. W.; Spurgeon, J. M.; Putnam, M. C.; Warren, E. L.; Turner-Evans, D. B.; Kelzenberg, M. D.; Maiolo, J. R.; Atwater, H. A.; Lewis, N. S. Science 2010, 327, 185-187.
17. O'Regan, B.; Moser, J.; Anderson, M.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1990, 94, 8720-8726.
18. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740.
19. Youngblood, W. J.; Lee, S.-H. A.; Kobayashi, Y.; Hernandez-Pagan, E. A.; Hoertz, P. G.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Gust, D.; Mallouk, T. E. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 926-927.
20. Li, G.; Sproviero, E. M.; Iii, R. C. S.; Iguchi, N.; Blakemore, J. D.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 230-238.
21. Liu, F.; Cardolaccia, T.; Hornstein, B. J.; Schoonover, J. R.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2446-2447.
22. Ardo, S.; Meyer, G. J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 115-164.
23. Grätzel, M. CATTECH 1999, 3, 4-17.
24. O'Regan, B. C.; Durrant, J. R. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1799-1808.
25. Olson, C. L.; Nelson, J.; Islam, M. S. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 9995-10001.
26. Gregg, B. A. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1215-1224.
27. Nelson, J. Phys. Rev. B 1999, 59, 15374-15380.
28. Schlichthorl, G.; Huang, S. Y.; Sprague, J.; Frank, A. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8141-8155.
29. Schwarzburg, K.; Willig, F. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 5743-5746.
30. Dloczik, L.; Ileperuma, O.; Lauermann, I.; Peter, L. M.; Ponomarev, E. A.; Redmond, G.; Shaw, N. J.; Uhlendorf, I. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10281-10289.
31. Zaban, A.; Meier, A.; Gregg, B. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7985-7990.
32. Hendry, E.; Koeberg, M.; O'Regan, B.; Bonn, M. Nano Lett. 2006, 6, 755-759.
33. Zaban, A.; Ferrere, S.; Gregg, B. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 452-460.
34. Gregg, B. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 13540-13540.
35. Könenkamp, R. Phys. Rev. B 2000, 61, 11057-11064.
36. Kytin, V.; Dittrich, T.; Bisqueit , J.; Lebedev, E. A.; Koch, F. Phys. Rev. B 2003, 68, 195308.
37. Hoyer, P.; Weiler, H. J. Phys. Chem. 2002, 99, 14096-14100.
38. Brus, L. Phys. Rev. B 1996, 53, 4649-4656.
39. Cahen, D.; Hodes, G.; Grätzel, M.; Guillemoles, J. F.; Riess, I. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2053-2059.
40. Bisquert, J.; Cahen, D.; Hodes, G.; Ruhle, S.; Zaban, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8106-8118.
41. Olson, C. L. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 9619-9626.
42. Ardo, S.; Sun, Y.; Staniszewski, A.; Castellano, F. N.; Meyer, G. J. J. Am. Chem. Soc 2010, 132, 6696-6709.
43. Staniszewski, A.; Ardo, S.; Sun, Y.; Castellano, F. N.; Meyer, G. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11586-11587.
44. Heimer, T. A.; D'Arcangelis, S. T.; Farzad, F.; Stipkala, J. M.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 1996, 35, 5319-5324.
45. Argazzi, R.; Bignozzi, C. A.; Heimer, T. A.; Castellano, F. N.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 1994, 33, 5741-5749.
46. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed.; John Wiley & Sons, Inc.: New York, 2001.
47. Williams, G.; Watts, D. C. Trans. Faraday Soc. 1970, 66, 80-85.
48. Xia, H.-L.; Ardo, S.; Narducci Sarjeant, A. A.; Huang, S.; Meyer, G. J. Langmuir 2009, 25, 13641-13652.
49. Boxer, S. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 2972-2983.
50. Bublitz, G. U.; Boxer, S. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 213-242.
51. Oh, D. H.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1130-1131.
52. Lockhart, D. J.; Kim, P. S. Science 1992, 257, 947-951.
53. Cappel, U. B.; Gibson, E. A.; Hagfeldt, A.; Boschloo, G. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6275-6281.
54. Montanari, I.; Nelson, J.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12203-12210.
55. Nasr, C.; Hotchandani, S.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 4944-4951.
56. Kelly, C. A.; Farzad, F.; Thompson, D. W.; Stipkala, J. M.; Meyer, G. J. Langmuir 1999, 15, 7047-7054.
57. Scher, H.; Montroll, E. W. Phys. Rev. B 1975, 12, 2455-2477.
58. Pfister, G.; Scher, H. Adv. Phys. 1978, 27, 747-798.
59. Shlesinger, M. F.; Montroll, E. W. Proc. Natl. Acad, Sci. U.S.A. 1984, 81, 1280-1283.
60. Nelson, J.; Chandler, R. E. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1181-1194.
61. Nelson, J.; Haque, S. A.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. Phys. Rev. B 2001, 63, 205321.
62. Katoh, R.; Furube, A.; Barzykin, A. V.; Arakawa, H.; Tachiya, M. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1195-1213.
63. Barzykin, A. V.; Tachiya, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8385-8389.
64. Palmer, R. G.; Stein, D. L.; Abrahams, E.; Anderson, P. W. Phys. Rev. Lett. 1984, 53, 958-961.
65. Tachibana, Y.; Moser, J. E.; Grätzel, M.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 20056-20062.
66. Das, S.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 8954-8957.
67. Nazeeruddin, M. K.; Zakeeruddin, S. M.; Lagref, J. J.; Liska, P.; Comte, P.; Barolo, C.; Viscardi, G.; Schenk, K.; Grätzel, M. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1317-1328.
68. Cecchet, F.; Gioacchini, A. M.; Marcaccio, M.; Paolucci, F.; Roffia, S.; Alebbi, M.; Bignozzi, C. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 3926-3932.
69. Wolfbauer, G.; Bond, A. M.; MacFarlane, D. R. Inorg. Chem. 1999, 38, 3836-3846.
70. Zabri, H.; Gillaizeau, I.; Bignozzi, C. A.; Caramori, S.; Charlot, M.-F.; Cano-Boquera, J.; Odobel, F. Inorg. Chem. 2003, 42, 6655-6666.
71. Karki, L.; Hupp, J. T. Inorg. Chem. 1997, 36, 3318-3321.
72. Vance, F. W.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4047-4053.
73. Hug, S. J.; Boxer, S. G. Inorg. Chim. Acta 1996, 242, 323-327.
74. Riesen, H.; Krausz, E. Chem. Phys. Lett. 1996, 260, 130-135.
75. Riesen, H.; Rae, A. D.; Krausz, E. J. Lumin. 1994, 62, 123-137.
76. Riesen, H.; Krausz, E. Chem. Phys. Lett. 1993, 212, 347-352.
77. Riesen, H.; Wallace, L.; Krausz, E. J. Chem. Phys. 1995, 102, 4823-4831.
78. Riesen, H.; Wallace, L.; Krausz, E. Int. Rev. Phys. Chem. 1997, 16, 291-359.
79. Hol, W. G. J. Prog. Biophys. Mol. Biol. 1985, 45, 149-195.
80. Lockhart, D. J.; Kim, P. S. Science 1993, 260, 198-202.
81. Galoppini, E.; Fox, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2299-2300.
82. Booth, F. J. Chem. Phys. 1951, 19, 391-394.
83. Booth, F. J. Chem. Phys. 1951, 19, 1327-1328.
84. Booth, F. J. Chem. Phys. 1951, 19, 1615.
85. Conway, B. E.; Bockris, J. O. M.; Ammar, I. A. Trans. Faraday Soc. 1951, 47, 756-766.
86. Bockris, J. O. M.; Habib, M. A. J. Res. Inst. Catal. Hokkaido Univ. 1975, 23, 47-78.
87. Grahame, D. C. Chem. Rev. 1947, 41, 441-501.