Melting and sintering of a body-centered cubic superlattice of PbSe nanocrystals followed by small angle X-ray scattering

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 115, Issue 14, 2011, Pages 6397-6404

  Goodfellow, Brian W ^a   Patel, Reken N ^a   Panthani, Matthew G ^a   Smilgies, Detlef M ^b   Korgel, Brian A ^a  

^a The University of Texas at Austin   (United States)

^b Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BCC STRUCTURE; BODY-CENTERED CUBIC; IN-SITU; ORGANIC LIGANDS; PBSE NANOCRYSTALS; ROOM TEMPERATURE; SMALL ANGLE X-RAY SCATTERING; STRUCTURAL EVOLUTION;

NANOCRYSTALS; NANORODS; SCATTERING; SEMICONDUCTING LEAD COMPOUNDS; SINTERING; SUPERLATTICES; X RAY SCATTERING;

CRYSTAL STRUCTURE;

EID: 79953749125     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp2004908     Document Type: Article

References (75)

1. Brus, L. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 1991, 53, 465-474
2. Alivisatos, A. P. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13226-13239
3. Gur, I.; Fromer, N. A.; Geier, M. L.; Alivisatos, A. P. Science 2005, 310, 462-465
4. Wu, Y.; Wadia, C.; Ma, W.; Sadtler, B.; Alivisatos, A. P. Nano Lett. 2008, 8, 2551-2555
5. Panthani, M. G.; Akhavan, V.; Goodfellow, B.; Schmidtke, J. P.; Dunn, L.; Dodabalapur, A.; Barbara, P. F.; Korgel, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16770-16777
6. Zhao, N.; Osedach, T. P.; Chang, L.-Y.; Geyer, S. M.; Wanger, D.; Binda, M. T.; Arango, A. C.; Bawendi, M. G.; Bulovic, V. ACS Nano 2010, 4, 3743-3752
7. Johnston, K. W.; Pattantyus-Abraham, A. G.; Clifford, J. P.; Myrskog, S. H.; MacNeil, D. D.; Levina, L.; Sargent, E. H. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 151115
8. Mentzel, T. S.; Porter, V. J.; Geyer, S.; MacLean, K.; Bawendi, M. G.; Kastner, M. A. Phys. Rev. B 2008, 77, 075316
9. Choi, J. J.; Lim, Y.-F.; Santiago-Berrios, M. E. B.; Oh, M.; Hyun, B.-R.; Sun, L.; Bartnik, A. C.; Goedhart, A.; Malliaras, G. G.; Abruña, H. D.; Wise, F. W.; Hanrath, T. Nano Lett. 2009, 9, 3749-3755
10. Ma, W.; Luther, J. M.; Zheng, H.; Wu, Y.; Alivisatos, A. P. Nano Lett. 2009, 9, 1699-1703
11. 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
12. Leschkies, K. S.; Beatty, T. J.; Kang, M. S.; Norris, D. J.; Aydil, E. S. ACS Nano 2009, 3, 3638-3648
13. McDonald, S. A.; Konstantatos, G.; Zhang, S.; Cyr, P. W.; Klem, E. J. D.; Levina, L.; Sargent, E. H. Nat. Mater. 2005, 4, 138-142
14. Akhavan, V. A.; Goodfellow, B. W.; Panthani, M. G.; Reid, D. K.; Hellebusch, D. J.; Adachi, T.; Korgel, B. A. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1600-1606
15. Urban, J. J.; Talapin, D. V.; Shevchenko, E. V.; Kagan, C. R.; Murray, C. B. Nat. Mater. 2007, 6, 115-121
16. Sun, B.; Sirringhaus, H. Nano Lett. 2005, 5, 2408-2413
17. Lin, Y.-M.; Dresselhaus, M. S. Phys. Rev. B 2003, 68, 075304
18. Talapin, D. V.; Murray, C. B. Science 2005, 310, 86-89
19. Coe, S.; Woo, W.-K.; Bawendi, M.; Bulovic, V. Nature 2002, 420, 800-803
20. Cho, K.-S.; Lee, E. K.; Joo, W.-J.; Jang, E.; Kim, T.-H.; Lee, S. J.; Kwon, S.-J.; Han, J. Y.; Kim, B.-K.; Choi, B. L.; Kim, J. M. Nat. Photon. 2009, 3, 341-345
21. Mueller, A. H.; Petruska, M. A.; Achermann, M.; Werder, D. J.; Akhadov, E. A.; Koleske, D. D.; Hoffbauer, M. A.; Klimov, V. I. Nano Lett. 2005, 5, 1039-1044
22. Steckel, J. S.; Coe-Sullivan, S.; Bulovic, V.; Bawendi, M. G. Adv. Mater. 2003, 15, 1862-1866
23. Harman, T. C.; Taylor, P. J.; Walsh, M. P.; LaForge, B. E. Science 2002, 297, 2229-2232
24. Wang, R. Y.; Feser, J. P.; Lee, J.-S.; Talapin, D. V.; Segalman, R.; Majumdar, A. Nano Lett. 2008, 8, 2283-2288
25. Sarasqueta, G.; Choudhury, K. R.; So, F. Chem. Mater. 2010, 22, 3496-3501
26. Shipway, A. N.; Katz, E.; Willner, I. ChemPhysChem 2000, 1, 18-52
27. Ridley, B. A.; Nivi, B.; Jacobson, J. M. Science 1999, 286, 746-749
28. Akhavan, V. A.; Goodfellow, B. W.; Panthani, M. G.; Korgel, B. A. Modern Energy Rev. 2010, 2, 25-27
29. Murray, C. B.; Sun, S.; Gaschler, W.; Doyle, H.; Betley, T. A.; Kagan, C. R. IBM J. Res. Dev. 2001, 45, 47-56
30. Du, H.; Chen, C.; Krishnan, R.; Krauss, T. D.; Harbold, J. M.; Wise, F. W.; Thomas, M. G.; Silcox, J. Nano Lett. 2002, 2, 1321-1324
31. Wehrenberg, B. L.; Wang, C.; Guyot-Sionnest, P. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10634-10640
32. Cho, K.-S.; Talapin, D. V.; Gaschler, W.; Murray, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7140-7147
33. Wang, N.; Cao, X.; Guo, L.; Yang, S.; Wu, Z. ACS Nano 2008, 2, 184-190
34. Talapin, D. V.; Yu, H.; Shevchenko, E. V.; Lobo, A.; Murray, C. B. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14049-14054
35. Hines, M. A.; Scholes, G. D. Adv. Mater. 2003, 15, 1844-1849
36. Lifshitz, E.; Bashouti, M.; Kloper, V.; Kigel, A.; Eisen, M. S.; Berger, S. Nano Lett. 2003, 3, 857-862
37. Houtepen, A. J.; Koole, R.; Vanmaekelbergh, D.; Meeldijk, J.; Hickey, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6792-6793
38. Lu, W.; Fang, J.; Ding, Y.; Wang, Z. L. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 19219-19222
39. Lee, S.-M.; Jun, Y.-w.; Cho, S.-N.; Cheon, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11244-11245
40. Zhao, Z.; Zhang, K.; Zhang, J.; Yang, K.; He, C.; Dong, F.; Yang, B. Colloids Surf., A 2010, 355, 114-120
41. Smith, D. K.; Luther, J. M.; Semonin, O. E.; Nozik, A. J.; Beard, M. C. ACS Nano 2011, 5, 183-190
42. Kang, I.; Wise, F. W. J. Opt. Soc. Am. B 1997, 14, 1632-1646
43. Liljeroth, P.; Overgaag, K.; Urbieta, A.; Grandidier, B.; Hickey, S. G.; Vanmaekelbergh, D. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 096803
44. Liu, Y.; Gibbs, M.; Puthussery, J.; Gaik, S.; Ihly, R.; Hillhouse, H. W.; Law, M. Nano Lett. 2010, 10, 1960-1969
45. Kigel, A.; Brumer, M.; Maikov, G.; Sashchiuk, A.; Lifshitz, E. Superlattices Microstruct. 2009, 46, 272-276
46. Fischbein, M. D.; Puster, M.; Drndic, M. Nano Lett. 2010, 10, 2155-2161
47. Sykora, M.; Koposov, A. Y.; McGuire, J. A.; Schulze, R. K.; Tretiak, O.; Pietryga, J. M.; Klimov, V. I. ACS Nano 2010, 4, 2021-2034
48. Choi, J. J.; Luria, J.; Hyun, B.-R.; Bartnik, A. C.; Sun, L.; Lim, Y.-F.; Marohn, J. A.; Wise, F. W.; Hanrath, T. Nano Lett. 2010, 10, 1805-1811
49. Law, M.; Luther, J. M.; Song, Q.; Hughes, B. K.; Perkins, C. L.; Nozik, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5974-5985
50. Barkhouse, D. A. R.; Pattantyus-Abraham, A. G.; Levina, L.; Sargent, E. H. ACS Nano 2008, 2, 2356-2362
51. Baik, S. J.; Kim, K.; Lim, K. S.; Jung, S.; Park, Y.-C.; Han, D. G.; Lim, S.; Yoo, S.; Jeong, S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 607-612
52. Klem, E. J. D.; Shukla, H.; Hinds, S.; MacNeil, D. D.; Levina, L.; Sargent, E. H. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 212105
53. van Huis, M. A.; Kunneman, L. T.; Overgaag, K.; Xu, Q.; Pandraud, G.; Zandbergen, H. W.; Vanmaekelbergh, D. Nano Lett. 2008, 8, 3959-3963
54. Xu, B. S.; Tanaka, S. I. Acta Mater. 1998, 46, 5249-5257
55. Sutter, E.; Sutter, P.; Zhu, Y. Nano Lett. 2005, 5, 2092-2096
56. Korgel, B. A.; Zaccheroni, N.; Fitzmaurice, D. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3533-3534
57. Sandhyarani, N.; Antony, M. P.; Selvam, G. P.; Pradeep, T. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9794-9794
58. Constantinides, M. G.; Jaeger, H. M.; Li, X.; Wang, J.; Lin, X.-M. Z. Kristallogr. 2007, 222, 595-600
59. Robel, I.; Lin, X.-M.; Sprung, M.; Wang, J. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 264011-264011
60. Luedtke, W. D.; Landman, U. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13323-13329
61. Pérez-Dieste, V.; Castellini, O. M.; Crain, J. N.; Eriksson, M. A.; Kirakosian, A.; Lin, J. L.; McChesney, J. L.; Himpsel, F. J.; Black, C. T.; Murray, C. B. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 5053-5053
62. Takagi, M. J. Phys. Soc. Jpn. 1954, 9, 359-363
63. Goldstein, A. N.; Echer, C. M.; Alivisatos, A. P. Science 1992, 256, 1425-1427
64. Sigman, M. B.; Saunders, A. E.; Korgel, B. A. Langmuir 2004, 20, 978-983
65. Smith, D. K.; Goodfellow, B.; Smilgies, D.-M.; Korgel, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3281-3290
66. Heiney, P. Datasqueeze Software. http://www.datasqueezesoftware.com/.
67. Hammersley, A. P. ESRF Internal Report; ESRF97HA02T; 1997.
68. Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Science 1995, 270, 1335-1338
69. Korgel, B. A.; Fitzmaurice, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 14191-14191
70. Korgel, B. A.; Fullam, S.; Connolly, S.; Fitzmaurice, D. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 8379-8388
71. Guinier, A.; Fournet, G. Small-Angle Scattering of X-Rays; Wiley: New York, 1955.
72. Glatter, O.; Kratky, O. Small-Angle X-Ray Scattering; Academic Press Inc.: New York, 1982.
73. Lee, B.; Podsiadlo, P.; Rupich, S.; Talapin, D. V.; Rajh, T.; Shevchenko, E. V. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16386-16388
74. solvent) was assumed to be filled by a constant volume of ligands. The exact ratio of hexane to toluene trapped in the superlattice is not known, so the expected weight fraction of solvent in the superlattice at room temperature was calculated for the two extreme cases of pure hexane and pure toluene, expecting that the actual case lies somewhere in between. If all of the trapped solvent is hexane, the superlattice at room temperature would consist of 76.0 wt % PbSe, 18.5 wt % oleic acid, and 5.5 wt % hexane. If all the trapped solvent is toluene, the superlattice would consist of 74.6 wt % PbSe, 18.2 wt % oleic acid, and 7.2 wt % toluene.
75. Tomaev, V. V.; Makarov, L. L.; Tikhonov, P. A.; Solomennikov, A. A. Glass Phys. Chem. 2004, 30, 349-355