Manipulation of gold colloidal nanoparticles with atomic force microscopy in dynamic mode: Influence of particle-substrate chemistry and morphology, and of operating conditions

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 2, Issue 1, 2011, Pages 85-98

  Darwich, Samer ^a   Mougin, Karine ^a   Rao, Akshata ^b   Gnecco, Enrico ^b   Jayaraman, Shrisudersan ^c   Haidara, Hamidou ^a  

^a 1IS2M CNRS   (France)

^b UNIVERSITY OF BASEL   (Switzerland)

^c Corning Incorporated ^*  (United States)

Author keywords

Atomic force microscopy; Intermolecular interaction; Manipulation; Nanoparticles; Precise positioning; Self assembled monolayers

Indexed keywords

AMBIENT CONDITIONS; COATED SUBSTRATES; CRITICAL PARAMETER; DISTRIBUTED PARTICLES; DYNAMIC ATOMIC FORCE MICROSCOPY; DYNAMIC MODES; FUNCTIONALIZED; GOLD COLLOIDAL NANOPARTICLES; GOLD NANOPARTICLES; GOLD PARTICLES; HYDROPHOBIC INTERFACE; INTERMOLECULAR INTERACTIONS; KEY COMPONENT; MANIPULATION; NANO-OBJECTS; NANOSCALE INTERACTIONS; OPERATING CONDITION; PATTERNED SILICON; PRECISE POSITIONING; SCAN VELOCITY; SUBSTRATE STRUCTURE; THIOL GROUPS;

ADHESION; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; GOLD; GOLD COATINGS; GOLD COMPOUNDS; NANOPARTICLES; SELF ASSEMBLED MONOLAYERS; SURFACE CHEMISTRY;

SUBSTRATES;

EID: 79952414763     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.2.10     Document Type: Article

References (54)

1. Kottas, G. S.; Clarke, L. I.; Horinek, D.; Michl, J. Chem. Rev. 2005, 105, 1281. doi:10.1021/cr0300993
2. Storhoff, J. J.; Marla, S. S.; Bao, P.; Hagenow, S.; Mehta, H.; Lucas, A.; Garimella, V.; Patno, T.; Buckingham, W.; Cork, W.; Müller, U. R. Biosens. Bioelectron. 2004, 19, 875. doi:10.1016/j.bios.2003.08.014
3. Schaefer, D.; Reifenberger, R.; Patil, A.; Andres, R. P. Appl. Phys. Lett. 1995, 66, 1012. doi:10.1063/1.113589
4. Yamamoto, Y.; Kurosawa, O.; Kabata, H.; Shimamoto, N.; Washizu, M. Molecular surgery of DNA based on electrostatic micromanipulation. In Thirty-Third IAS Annual Meeting, 1998, The 1998 IEEE Industry Applications Conference, St. Louis, MO, USA, Oct 12-15, 1998; 1998; pp 1933 ff. doi:10.1109/IAS.1998.729860
5. Vonna, L.; Wiedemann, A.; Aepfelbacher, M.; Sackmann, E. J. Cell Sci. 2003, 116, 785. doi:10.1242/jcs.00230
6. Stroscio, J. A.; Eigler, D. M. Science 1991, 254, 1319. doi:10.1126/science.254.5036.1319
7. Cuberes, M. T.; Schlitter, R. R.; Gimzewski, J. K. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 3016. doi:10.1063/1.116824
8. Eigler, D. M.; Schweizer, E. K. Nature 1990, 344, 524. doi:10.1038/344524a0
9. Sitti, M. Hashimoto, H. Seisan Kenkyu 1999, 51, 651.
10. Nazin, G. V.; Qiu, X. H.; Ho, W. Science 2003, 302, 77. doi:10.1126/science.1088971
11. Lüthi, R.; Meyer, E.; Haefke, H.; Howald, L.; Gutmannsbauer, W.; Güntherodt, H.-J. Science 1994, 266, 1979. doi:10.1126/science.266.5193.1979
12. Oyabu, N.; Sugimoto, Y.; Abe, M.; Custance, O.; Morita, S. Nanotechnology 2005, 16, S112. doi:10.1088/0957-4484/16/3/021
13. Kim, B.; Putkaradze, V.; Hikihara, T. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 215502. doi:10.1103/PhysRevLett.102.215502
14. Schirmeisen, A.; Schwarz, U. D. ChemPhysChem 2009, 10, 2373. doi:10.1002/cphc.200900378
15. Baur, C.; Bugacov, A.; Koel, B. E.; Madhukar, A.; Montoya, N.; Ramachandran, T. R.; Requicha, A. A. G.; Resch, R.; Will, P. Nanotechnology 1998, 9, 360. doi:10.1088/0957-4484/9/4/011
16. Strus, M. C.; Lahiji, R. R.; Ares, P.; Lopez, V.; Raman, A.; Reifenberger, R. Nanotechnology 2009, 20, 385709. doi:10.1088/0957-4484/20/38/385709
17. Dietzel, D.; Mönninghoff, T.; Jansen, L.; Fuchs, H.; Ritter, C.; Schwarz, U. D.; Schirmeisen, A. J. Appl. Phys. 2007, 102, 084306. doi:10.1063/1.2798628
18. Ritter, C.; Heyde, M.; Stegemann, B.; Rademann, K.; Schwarz, U. D. Phys. Rev. B 2005, 71, 085405. doi:10.1103/PhysRevB.71.085405
19. Paolicelli, G.; Rovatti, M.; Vanossi, A.; Valeri, S. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 143121. doi:10.1063/1.3238320
20. Sitti, M.; Hashimoto, H. IEEE-ASME Trans. Mechatron. 2000, 5, 199. doi:10.1109/3516.847093
21. Mougin, K.; Gnecco, E.; Rao, A.; Cuberes, M. T.; Jayaraman, S.; McFarland, E. W.; Haidara, H.; Meyer, E. Langmuir 2008, 24, 1577. doi:10.1021/la702921v
22. 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. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6668. doi:10.1021/jp0268462
23. Haruta, M. CATTECH 2002, 6, 102. doi:10.1023/A:1020181423055
24. Valden, M.; Lai, X.; Goodman, D. W. Science 1998, 281, 1647. doi:10.1126/science.281.5383.1647
25. Wang, J. Anal. Chim. Acta 2003, 500, 247. doi:10.1016/S0003-2670(03)00725-6
26. Penn, S. G.; He, L.; Natan, M. J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 609. doi:10.1016/j.cbpa.2003.08.013
27. Frens, G. Nature (London) 1973, 241, 20.
28. Grabar, K. C.; Allison, K. J.; Baker, B. E.; Bright, R. M.; Brown, K. R.; Freeman, R. G.; Fox, A. P.; Keating, C. D.; Musick, M. D.; Natan, M. J. Langmuir 1996, 12, 2353. doi:10.1021/la950561h
29. Nikoobakht, B.; El-Sayed, M. A. Chem. Mater. 2003, 15, 1957. doi:10.1021/cm020732l
30. Nehl, C. L.; Liao, H.; Hafner, J. H. Nano Lett. 2006, 6, 683. doi:10.1021/nl052409y
31. Brust, M.; Walker, M.; Bethell, D.; Schiffrin, D. J.; Whyman, R. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994, 801. doi:10.1039/C39940000801
32. Sun, S.; Mendes, P.; Critchley, K.; Diegoli, S.; Hanwell, M.; Evans, S. D.; Leggettt, G. J.; Preece, J. A.; Richardson, T. H. Nano Lett. 2006, 6, 345. doi:10.1021/nl052130h
33. Mougin, K.; Haidara, H.; Castelein, G. Colloids Surf., A 2001, 193, 231. doi:10.1016/S0927-7757(01)00744-0
34. Mougin, K.; Haidara, H. Langmuir 2002, 18, 9566. doi:10.1021/la020491w
35. Palacio, M.; Bushan, B. Nanotechnology 2008, 19, 315710. doi:10.1088/0957-4484/19/31/315710
36. Anczykowski, B.; Gotsmann, B.; Fuchs, H.; Cleveland, J. P.; Elings, V. B. Appl. Surf. Sci. 1999, 140, 376. doi:10.1016/S0169-4332(98)00558-3
37. Tafazzoli, A.; Sitti, M. In Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Anaheim, CA, Nov 13-19, 2004; ASME International: New York, 2004.
38. Sumer, B.; Sitti, M. J. Adhes. Sci. Technol. 2008, 22, 481. doi:10.1163/156856108X295527
39. Rao, A.; Gnecco, E.; Marchetto, D.; Mougin, K.; Schoenenberger, M.; Valeri, S.; Meyer, E. Nanotechnology 2009, 20, 115706. doi:10.1088/0957-4484/20/11/115706
40. Rao, A. Controlled Manipulation of Nanoparticles: Scanning Probe Measurements and Modelling of Trajectories and Dissipative Effects. Ph.D. Thesis, University of Basel, Switzerland, 2009.
41. Bhushan, B.; Liu, H. Phys. Rev. B 2001, 63, 245412. doi:10.1103/PhysRevB.63.245412
42. Riedo, E.; Lévy, F.; Brune, H. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 185505. doi:10.1103/PhysRevLett.88.185505
43. Liu, Y.; Evans, D. F.; Song, Q.; Grainger, D. W. Langmuir 1996, 12, 1235. doi:10.1021/la950504o
44. Meredith, J. C.; Smith, A. P.; Karim, A.; Amis, E. J. Macromolecules 2000, 33, 9747. doi:10.1021/ma001298g
45. Israelachvili, J. Intermolecular and Surface Forces; Academic Press: San Diego, CA, 1992.
46. Dickinson, J. T.; Hariadi, R. F.; Scudiero, L.; Langford, S. C. Tribol. Lett. 1999, 7, 113. doi:10.1023/A:1019129622285
47. Bushan, B. Nanotribology, Nanomechanics, and Materials Characterization. In Springer Handbook of nanotechnology; Bushan, B., Ed.; Springer: Heidelberg, Germany, 2004; pp 789-856.
48. Stifter, T.; Marti, O.; Bhushan, B. Phys. Rev. B 2000, 62, 13667. doi:10.1103/PhysRevB.62.13667
49. Rao, A.; Wille, M.-L.; Gnecco, E.; Mougin, K.; Meyer, E. Phys. Rev. B 2009, 80, 193405. doi:10.1103/PhysRevB.80.193405
50. Mougin, K.; Castelein, G.; Haidara, H. Tribol. Lett. 2004, 17, 11. doi:10.1023/B:TRIL.0000017413.60354.bc
51. Bouhacina, T.; Aime, J. P.; Gauthier, S.; Michel, D.; Heroguez, V. Phys. Rev. B 1997, 56, 7694. doi:10.1103/PhysRevB.56.7694
52. Zwoerner, O.; Hoelscher, H.; Schwarz, U. D.; Wiesendanger, R. Appl. Phys. A 1998, 66, S263. doi:10.1007/s003390051142
53. Jaramillo, T. F.; Baeck, S.-H.; Cuenya, B. R.; McFarland, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7148. doi:10.1021/ja029800v
54. Cuenya, B. R.; Baeck, S. H.; Jaramillo, T. F.; McFarland, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12928. doi:10.1021/ja036468u