Probing hopping conduction in conjugated molecular wires connected to metal electrodes

Chemistry of Materials

Volumn 23, Issue 3, 2011, Pages 631-645

  Luo, Liang ^a   Choi, Seong Ho ^a   Frisbie, C Daniel ^a  

^a University of Minnesota   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

APPLIED VOLTAGES; CHARGE TRANSPORT MECHANISMS; ELECTRICAL TRANSPORT; FUNDAMENTAL RESEARCH; HOPPING CONDUCTION; HOPPING TRANSPORT; IN-SITU METHODS; MEASURING STRATEGY; METAL ELECTRODES; MOLECULAR JUNCTION; MOLECULAR LENGTH; MOLECULAR WIRES; POTENTIAL APPLICATIONS; RECENT PROGRESS;

ELECTRODES; MOLECULAR ELECTRONICS; NANOWIRES; TRANSPORT PROPERTIES;

WIRE;

EID: 79952139732     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm102402t     Document Type: Article

References (114)

1. Salomon, A.; Cahen, D.; Lindsay, S.; Tomfohr, J.; Engelkes, V. B.; Frisbie, C. D. Adv. Mater. 2003, 15, 1881-1890.
2. McCreery, R. L. Chem. Mater. 2004, 16, 4477-4496.
3. Selzer, Y.; Allara, D. L. Annu. Rev. Phys. Chem. 2006, 57, 593-623.
4. Chen, F.; Hihath, J.; Huang, Z. F.; Li, X. L.; Tao, N. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 535-564.
5. McCreery, R. L.; Bergren, A. J. Adv. Mater. 2009, 21, 4303-4322.
6. Kim, Y.; Cook, S.; Tuladhar, S. M.; Choulis, S. A.; Nelson, J.; Durrant, J. R.; Bradley, D. D. C.; Giles, M.; McCulloch, I.; Ha, C. S.; Ree, M. Nat. Mater. 2006, 5, 197-203.
7. Peet, J.; Kim, J. Y.; Coates, N. E.; Ma, W. L.; Moses, D.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C. Nat. Mater. 2007, 6, 497-500.
8. Sirringhaus, H.; Tessler, N.; Friend, R. H. Science 1998, 280, 1741-1744.
9. Shen, Z. L.; Burrows, P. E.; Bulovic, V.; Forrest, S. R.; Thompson, M. E. Science 1997, 276, 2009-2011.
10. Yan, H.; Chen, Z. H.; Zheng, Y.; Newman, C.; Quinn, J. R.; Dotz, F.; Kastler, M.; Facchetti, A. Nature 2009, 457, 679-U1.
11. Cho, J. H.; Lee, J.; Xia, Y.; Kim, B.; He, Y. Y.; Renn, M. J.; Lodge, T. P.; Frisbie, C. D. Nat. Mater. 2008, 7, 900-906.
12. Heath, J. R.; Ratner, M. A. Phys. Today 2003, May 43-49.
13. Nitzan, A.; Ratner, M. A. Science 2003, 300, 1384-1389.
14. Joachim, C.; Ratner, M. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 8801-8808.
15. Joachim, C.; Gimzewski, J. K.; Aviram, A. Nature 2000, 408, 541-548.
16. Kwok, K. S.; Ellenbogen, J. C. Mater. Today 2002, Feb, 28-37.
17. Tao, N. J. Nat. Nanotechnol. 2006, 1, 173-181.
18. Park, J.; Pasupathy, A. N.; Goldsmith, J. I.; Chang, C.; Yaish, Y.; Petta, J. R.; Rinkoski, M.; Sethna, J. P.; Abruna, H. D.; McEuen, P. L.; Ralph, D. C. Nature 2002, 417, 722-725.
19. Kubatkin, S.; Danilov, A.; Hjort, M.; Cornil, J.; Bredas, J.-L.; Stuhr-Hansen, N.; Hedegard, P.; Bjornholm, T. Nature 2003, 425, 698-701.
20. Fan, F. R. F.; Yang, J. P.; Cai, L. T.; Price, D. W.; Dirk, S. M.; Kosynkin, D. V.; Yao, Y. X.; Rawlett, A. M.; Tour, J. M.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5550-5560.
21. Selzer, Y.; Cabassi, M. A.; Mayer, T. S.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4052-4053.
22. Selzer, Y.; Cabassl, M. A.; Mayer, T. S.; Allara, D. L. Nanotechnology 2004, 15, S483-S488.
23. Kang, B. K.; Aratani, N.; Lim, J. K.; Kim, D.; Osuka, A.; Yoo, K. H. Chem. Phys. Lett. 2005, 412, 303-306.
24. Tran, E.; Grave, C.; Whitesides, G. A.; Rampi, M. A. Electrochim. Acta 2005, 50, 4850-4856.
25. Troisi, A.; Ratner, M. A. Small 2006, 2, 172-181.
26. Chen, X.; Jeon, Y. M.; Jang, J. W.; Qin, L.; Huo, F.; Wei, W.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8166-8168.
27. Choi, S. H.; Kim, B.; Frisbie, C. D. Science 2008, 320, 1482-1486.
28. Seitz, O.; Vilan, A.; Cohen, H.; Hwang, J.; Haeming, M.; Schoell, A.; Umbach, E.; Kahn, A.; Cahen, D. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2102-2113.
29. Nozaki, D.; Girard, Y.; Yoshizawa, K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17408-17415.
30. Di Benedetto, S. A.; Facchetti, A.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7158-7168.
31. Lu, Q.; Liu, K.; Zhang, H. M.; Du, Z. B.; Wang, X. H.; Wang, F. S. ACS Nano 2009, 3, 3861-3868.
32. McCreery, R. L. ChemPhysChem 2009, 10, 2387-2391.
33. Okamoto, S.; Morita, T.; Kimura, S. Langmuir 2009, 25, 3297-3304.
34. Tuccitto, N.; Ferri, V.; Cavazzini, M.; Quici, S.; Zhavnerko, G.; Licciardello, A.; Rampi, M. A. Nat. Mater. 2009, 8, 41-46.
35. Yamada, R.; Kumazawa, H.; Tanaka, S.; Tada, H. Appl. Phys. Express 2009, 2, 3.
36. Choi, S. H.; Risko, C.; Ruiz Delgado, M. C.; Kim, B.; Bredas, J.-L.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4358-4368.
37. Luo, L.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8854-8855.
38. Simeone, F. C.; Rampi, M. A. Chimia 2010, 64, 362-369.
39. Sedghi, G.; Sawada, K.; Esdaile, L. J.; Hoffmann, M.; Anderson, H. L.; Bethell, D.; Haiss, W.; Higgins, S. J.; Nichols, R. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8582-8583.
40. Yamada, R.; Kumazawa, H.; Noutoshi, T.; Tanaka, S.; Tada, H. Nano Lett. 2008, 8, 1237-1240.
41. Xing, Y. J.; Park, T. H.; Venkatramani, R.; Keinan, S.; Beratan, D. N.; Therien, M. J.; Borguet, E. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7946-7956.
42. Li, X.; Hihath, J.; Chen, F.; Masuda, T.; Zang, L.; Tao, N. J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11535-11542.
43. Choi, S. H.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2010, in press.
44. Ulgut, B.; Abruna, H. D. Chem. Rev. 2008, 108, 2721-2736.
45. Moth-Poulsen, K.; Bjornholm, T. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 551-556.
46. Zhang, J. D.; Kuznetsov, A. M.; Medvedev, I. G.; Chi, Q. J.; Albrecht, T.; Jensen, P. S.; Ulstrup, J. Chem. Rev. 2008, 108, 2737-2791.
47. Chen, F.; Tao, N. J. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 429-438.
48. Lindsay, S. M.; Ratner, M. A. Adv. Mater. 2007, 19, 23-31.
49. L. Closs, G.; Miller, J. R. Science 1988, 240, 440-447.
50. Jordan, K. D.; Paddon-Row, M. N. Chem. Rev. 1992, 92, 395-410.
51. Marcus, R. A. Angew. Chem., Int. Ed. 1993, 32, 1111-1222.
52. Barbara, P. F.; Meyer, T. J.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13148-13168.
53. Davis, W. B.; Svec, W. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. Nature 1998, 396, 60-63.
54. Weiss, E. A.; Tauber, M. J.; Kelley, R. F.; Ahrens, M. J.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11842-11850.
55. Paulson, B.; Pramod, K.; Eaton, P.; Closs, G.; Miller, J. R. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13042-13045.
56. Lambert, C.; Noll, G.; Schelter, J. Nat. Mater. 2002, 1, 69-73.
57. Berlin, Y. A.; Hutchison, G. R.; Rempala, P.; Ratner, M. A.; Michl, J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3970-3980.
58. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265-322.
59. Adams, D. M.; Brus, L.; Chidsey, C. E. D.; Creager, S.; Creutz, C.; Kagan, C. R.; Kamat, P. V.; Lieberman, M.; Lindsay, S.; Marcus, R. A.; Metzger, R. M.; Michel-Beyerle, M. E.; Miller, J. R.; Newton, M. D.; Rolison, D. R.; Sankey, O.; Schanze, K. S.; Yardley, J.; Zhu, X. Y. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6668-6697.
60. Zhu, X.-Y. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8778-8793.
61. Zhu, X. Y. Surf. Sci. Rep. 2004, 56, 1-83.
62. Hu, W. P.; Jiang, J.; Nakashima, H.; Luo, Y.; Kashimura, Y.; Chen, K. Q.; Shuai, Z.; Furukawa, K.; Lu, W.; Liu, Y. Q.; Zhu, D. B.; Torimitsu, K. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 4.
63. Ashwell, G. J.; Urasinska, B.; Wang, C. S.; Bryce, M. R.; Grace, I.; Lambert, C. J. Chem. Commun. 2006, 4706-4708.
64. Hines, T.; Diez-Pérez, I.; Hihath, J.; Liu, H. M.; Wang, Z. S.; Zhao, J. W.; Zhou, G.; Muellen, K.; Tao, N. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11658-11664.
65. Lafferentz, L.; Ample, F.; Yu, H.; Hecht, S.; Joachim, C.; Grill, L. Science 2009, 323, 1193-1197.
66. Rosink, J. J. W. M.; Blauw, M. A.; Geerligs, L. J.; Van der Drift, E.; Rousseeuw, B. A. C.; Radelaar, S.; Sloof, W. G.; Fakkeldij, E. J. M. Langmuir 2000, 16, 4547-4553.
67. Love, J. C.; Estroff, L. A.; Kriebel, J. K.; Nuzzo, R. G.; Whitesides, G. M. Chem. Rev. 2005, 105, 1103-1169.
68. Iha, R. K.; Wooley, K. L.; Nystrom, A. M.; Burke, D. J.; Kade, M. J.; Hawker, C. J. Chem. Rev. 2009, 109, 5620-5686.
69. Nebhani, L.; Barner-Kowollik, C. Adv. Mater. 2009, 21, 3442-3468.
70. Rostovtsev, V. V.; Green, L. G.; Fokin, V. V.; Sharpless, K. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2596-2599.
71. Jiao, J.; Anariba, F.; Tiznado, H.; Schmidt, I.; Lindsey, J. S.; Zaera, F.; Bocian, D. F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6965-6974.
72. Lin, C.; Kagan, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 336-337.
73. Taniguchi, M.; Nojima, Y.; Yokota, K.; Terao, J.; Sato, K.; Kambe, N.; Kawai, T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15062-15063.
74. Tang, J.; Wang, Y.; Klare, J. E.; Tulevski, G. S.; Wind, S. J.; Nuckolls, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 3892-3895.
75. Chen, X. D.; Braunschweig, A. B.; Wiester, M. J.; Yeganeh, S.; Ratner, M. A.; Mirkin, C. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 5178-5181.
76. Bumm, L. A.; Arnold, J. J.; Cygan, M. T.; Dunbar, T. D.; Burgin, T. P.; Jones, L.; Allara, D. L.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. Science 1996, 271, 1705-1707.
77. Tao, N. J. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 4066-4069.
78. Blum, A. S.; Kushmerick, J. G.; Long, D. P.; Patterson, C. H.; Yang, J. C.; Henderson, J. C.; Tour, J. M.; Shashidhar, R.; Ratna, B. R. Nat. Mater. 2005, 4, 167-172.
79. Reed, M. A.; Zhou, C.; Muller, C. J.; Burgin, T. P.; Tour, J. M. Science 1997, 278, 252-254.
80. Xu, B.; Tao, N. J. Science 2003, 301, 1221-1223.
81. Reichert, J.; Ochs, R. D.; Beckmann, D.; Weber, H. B.; Mayor, M.; L. Closs, G.; Von Lohneysen, H. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 176804.
82. Venkataraman, L.; Klare, J. E.; Nuckolls, C.; Hybertsen, M. S.; Steigerwald, M. L. Nature 2006, 442, 904-907.
83. Beebe, J. M.; Kim, B.-S.; Gadzuk, J. W.; Frisbie, C. D.; Kushmerick, J. G. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 026801.
84. Engelkes, V. B.; Beebe, J. M.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. B. 2005, 106, 16801-16810.
85. Wold, D. J.; Haag, R.; Rampi, M. A.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2813-2816.
86. Beebe, J. M.; Engelkes, V. B.; Miller, L. L.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11268-11269.
87. Kelley, T. W.; Granstrom, E.; Frisbie, C. D. Adv. Mater. 1999, 11, 261-264.
88. Wold, D. J.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2970-2971.
89. Kim, B.-S.; Beebe, J. M.; Jun, Y.; Zhu, X. Y.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4970-4971.
90. Wold, D. J.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5549-5556.
91. Cui, X. D.; Primak, A.; Zarate, X.; Tomfohr, J.; Sankey, O. F.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D.; Harris, G.; Lindsay, S. M. Science 2001, 294, 571-574.
92. Leatherman, G.; Durantini, E. N.; Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Stone, S.; Zhou, Z.; Rez, P.; Liu, Y. Z.; Lindsay, S. M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4006-4010.
93. Liu, K.; Li, G. R.; Wang, X. H.; Wang, F. S. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4342-4349.
94. Engelkes, V. B.; Beebe, J. M.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14287-14296.
95. Kushmerick, J. G.; Holt, D. B.; Pollack, S. K.; Ratner, M. A.; Yang, J. C.; Schull, T. L.; Naciri, J.; Moore, M. H.; Shashidhar, R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10654.
96. Kim, B.; Beebe, J. M.; Olivier, C.; Rigaut, S.; Touchard, D.; Kushmerick, J. G.; Zhu, X. Y.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 7521-7526.
97. Anariba, F.; McCreery, R. L. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10355-10362.
98. Slowinski, K.; Fong, H. K. Y.; Majda, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7257.
99. Holmlin, R. E.; Haag, R.; Chabinyc, M. L.; Ismagilov, R. F.; Cohen, A. E.; Terfort, A.; Rampi, M. A.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5075-5085.
100. Akkerman, H. B.; Blom, P. W. M.; De Leeuw, D. M.; De Boer, B. Nature 2006, 441, 69-72.
101. Van Hal, P. A.; Smits, E. C. P.; Geuns, T. C. T.; Akkerman, H. B.; De Brito, B. C.; Perissinotto, S.; Lanzani, G.; Kronemeijer, A. J.; Geskin, V.; Cornil, J.; Blom, P. W. M.; De Boer, B.; De Leeuw, D. M. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 749-754.
102. Akkerman, H. B.; De Boer, B. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 013001.
103. Bonifas, A. P.; McCreery, R. L. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 612-617.
104. Nitzan, A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 681-750.
105. Segal, D.; Nitzan, A.; Davis, W. B.; Wasielewski, M. R.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3817-3829.
106. Segal, D.; Nitzan, A.; Ratner, M.; Davis, W. B. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2790-2793.
107. Zade, S. S.; Bendikov, M. Chem.-Eur. J. 2008, 14, 6734-6741.
108. Selzer, Y.; Cai, L.; Cabassi, M. A.; Yao, Y.; Tour, J. M.; Mayer, T. S.; Allara, D. L. Nano Lett. 2005, 5, 61-65.
109. Segal, D.; Nitzan, A. Chem. Phys. 2001, 268, 315-335.
110. Chen, J.; Calvet, L. C.; Reed, M. A.; Carr, D. W.; Grubisha, D. S.; Bennett, D. W. Chem. Phys. Lett. 1999, 313, 741.
111. Wang, W.; Lee, T.; Reed, M. A. Phys. Rev. B 2003, 68, 035416.
112. Bergren, A. J.; McCreery, R. L.; Stoyanov, S. R.; Gusarov, S.; Kovalenko, A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 15806-15815.
113. Lakshmi, S.; Dutta, S.; Pati, S. K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 14718-14730.
114. Mott, N. F.; Gurney, R. K. Electronic Process in Ionic Crystals; Clareton: Oxford, U. K., 1940.