Correlated structure and optical property studies of plasmonic nanoparticles

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 115, Issue 19, 2011, Pages 9291-9305

  Henry, Anne Isabelle ^a   Bingham, Julia M ^a   Ringe, Emilie ^a   Marks, Laurence D ^b   Schatz, George C ^a   Van Duyne, Richard P ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b Northwestern University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DARK-FIELD SPECTROSCOPY; ENSEMBLE-AVERAGED; IN-VIVO; LARGE DATASETS; LOCALIZED SURFACE PLASMON RESONANCE; METAL NANOPARTICLES; NANO-MATERIALS; NANOPARTICLE ARRAY; PHYSICAL MEANINGS; PLASMONIC NANOPARTICLE; PLASMONIC PROPERTIES; SERS ENHANCEMENT; SINGLE NANOPARTICLE; SURFACE ENHANCED RAMAN SPECTROSCOPY; TEM;

NANOPARTICLES; OPTICAL CORRELATION; OPTICAL PROPERTIES; PLASMONS; RAMAN SPECTROSCOPY; SILVER; SURFACE PLASMON RESONANCE; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

GOLD;

EID: 79956161077     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp2010309     Document Type: Article

References (107)

1. Talapin, D. V.; Lee, J.-S.; Kovalenko, M. V.; Shevchenko, E. V. Chem. Rev. 2010, 110, 389-458
2. Burda, C.; Chen, X.; Narayanan, R.; El-Sayed, M. A. Chem. Rev. 2005, 105, 1025-1102
3. Wiley, B.; Sun, Y.; Xia, Y. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1067-1076
4. Courty, A.; Henry, A.-I.; Goubet, N.; Pileni, M. P. Nat. Mater. 2007, 6, 900-907
5. Henzie, J.; Lee, J.; Lee, M. H.; Hasan, W.; Odom, T. W. Annu. Rev. Phys. Chem. 2009, 60, 147-165
6. Jin, R. C.; Cao, Y. W.; Mirkin, C. A.; Kelly, K. L.; Schatz, G. C.; Zheng, J. G. Science 2001, 294, 1901-1903
7. Haynes, C. L.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5599-5611
8. Millstone, J. E.; Hurst, S. J.; Metraux, G. S.; Cutler, J. I.; Mirkin, C. A. Small 2009, 5, 646-664
9. Park, J.; Joo, J.; Kwon, S. G.; Jang, Y.; Hyeon, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4630-4660
10. Pileni, M. P. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 9019-9038
11. Tao, A. R.; Habas, S.; Yang, P. Small 2008, 4, 310-325
12. Grzelczak, M.; Perez-Juste, J.; Mulvaney, P.; Liz-Marzan, L. M. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1783-1791
13. Lee, J.; Hasan, W.; Stender, C. L.; Odom, T. W. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1762-1771
14. El-Sayed, M. A. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 326-333
15. Jain, P. K.; Huang, X.; El-Sayed, I. H.; El-Sayed, M. A. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1578-1586
16. Murphy, C. J.; Sau, T. K.; Gole, A. M.; Orendorff, C. J.; Gao, J.; Gou, L.; Hunyadi, S. E.; Li, T. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13857-13870
17. Pileni, M. P. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1799-1809
18. Mie, G. Ann. Phys. 1908, 25, 377-445
19. Gans, R. Ann. Phys. 1912, 342, 881-900
20. Gans, R. Ann. Phys. 1915, 352, 270-284
21. Willets, K. A.; Van Duyne, R. P. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 267-297
22. Anker, J. N.; Hall, W. P.; Lyandres, O.; Shah, N. C.; Zhao, J.; Van Duyne, R. P. Nat. Mater. 2008, 7, 442-453
23. Hall, W. P.; Anker, J. N.; Lin, Y.; Modica, J.; Mrksich, M.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5836-5837
24. Kreno, L. E.; Hupp, J. T.; Van Duyne, R. P. Anal. Chem. 2010, 82, 8042-8046
25. Bingham, J. M.; Anker, J. N.; Kreno, L. E.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17358-17359
26. Stiles, P. L.; Dieringer, J. A.; Shah, N. C.; Van Duyne, R. P. Annu. Rev. Anal. Chem. 2008, 1, 601-626
27. Schatz, G. C.; Young, M. A.; Van Duyne, R. P. Electromagnetic Mechanism of SERS. In Surface-Enhanced Raman Scattering; Kneipp, K.; Moskovits, M.; Kneipp, H., Eds.; Springer: Berlin/Heidelberg, 2006; Vol. 103, pp 19 - 45.
28. Fort, E.; Grésillon, S. J. Phys. D: Appl. Phys. 2008, 41, 013001
29. Jensen, T. R.; Van Duyne, R. P.; Johnson, S. A.; Maroni, V. A. Appl. Spectrosc. 2000, 54, 371-377
30. Le Ru, E. C.; Blackie, E.; Meyer, M.; Etchegoin, P. G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 13794-13803
31. Zsigmondy, R. Nobel Lectures, Chemistry 1922-1941; Elsevier Publishing Company: Amsterdam, 1966.
32. Sönnichsen, C.; Geier, S.; Hecker, N.; Von Plessen, G.; Feldmann, J.; Ditlbacher, H.; Lamprecht, B.; Krenn, J.; Aussenegg, F.; Chan, V. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2949-2951
33. Sönnichsen, C.; Franzl, T.; Wilk, T.; Von Plessen, G.; Feldmann, J.; Wilson, O.; Mulvaney, P. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 77402
34. Schultz, S.; Smith, D. R.; Mock, J. J.; Schultz, D. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 996-1001
35. Mock, J. J.; Barbic, M.; Smith, D. R.; Schultz, D. A.; Schultz, S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 6755-6759
36. Nie, S.; Emory, S. R. Science 1997, 275, 1102-1106
37. Hulteen, J. C.; Van Duyne, R. P. J. Vac. Sci. Technol., A 1995, 13, 1553-1558
38. Hulteen, J. C.; Treichel, D. A.; Smith, M. T.; Duval, M. L.; Jensen, T. R.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3854-3863
39. Duval Malinsky, M.; Kelly, K. L.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2343-2350
40. Haynes, C. L.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7426-7433
41. Chan, G. H.; Zhao, J.; Hicks, E. M.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. Nano Lett. 2007, 7, 1947-1952
42. Whitney, A. V.; Elam, J. W.; Stair, P. C.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 16827-16832
43. Chan, G. H.; Zhao, J.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13958-13963
44. Ormonde, A. D.; Hicks, E. C. M.; Castillo, J.; Van Duyne, R. P. Langmuir 2004, 20, 6927-6931
45. Jensen, T. R.; Duval, M. L.; Kelly, K. L.; Lazarides, A. A.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9846-9853
46. Sung, J.; Kosuda, K. M.; Zhao, J.; Elam, J. W.; Spears, K. G.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5707-5714
47. Jensen, T. R.; Duval, M. L.; Kelly, K. L.; Lazarides, A. A.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9846-9853
48. Jensen, T. R.; Duval Malinsky, M.; Haynes, C. L.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 10549-10556
49. Zhang, X.; Hicks, E. M.; Zhao, J.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. Nano Lett. 2005, 5, 1503-1507
50. Ormonde, A. D.; Hicks, E. C. M.; Castillo, J.; Van Duyne, R. P. Langmuir 2004, 20, 6927-6931
51. McFarland, A. D.; Van Duyne, R. P. Nano Lett. 2003, 3, 1057-1062
52. Mock, J. J.; Smith, D. R.; Schultz, S. Nano Lett. 2003, 3, 485-491
53. Raschke, G.; Kowarik, S.; Franzl, T.; Sönnichsen, C.; Klar, T. A.; Feldmann, J.; Nichtl, A.; Kurzinger, K. Nano Lett. 2003, 3, 935-938
54. Sherry, L. J.; Chang, S.-H.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P.; Wiley, B. J.; Xia, Y. Nano Lett. 2005, 5, 2034-2038
55. Sherry, L. J.; Jin, R.; Mirkin, C. A.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. Nano Lett. 2006, 6, 2060-2065
56. Knight, M. W.; Wu, Y.; Lassiter, J. B.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2009, 9, 2188-2192
57. Kelly, K. L.; Coronado, E.; Zhao, L. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668-677
58. Stiles, R. L.; Willets, K. A.; Sherry, L. J.; Roden, J. M.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11696-11701
59. Axelrod, D.; Hellen, E. H.; Fulbright, R. M. Total internal reflection fluorescence. In Topics in Fluorescence Spectroscopy; Lakowicz, J., Ed.; Plenum: New York, 1992; Vol. 3, pp 289 - 343.
60. Sarkar, A.; Robertson, R. B.; Fernandez, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 12882-12886
61. Piner, R. D.; Zhu, J.; Xu, F.; Hong, S.; Mirkin, C. A. Science 1999, 283, 661-663
62. Salaita, K.; Wang, Y.; Mirkin, C. A. Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 145-155
63. Novo, C.; Funston, A. M.; Pastoriza-Santos, I.; Liz-Marzán, L. M.; Mulvaney, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 3517-3520
64. Mock, J. J.; Barbic, M.; Smith, D. R.; Schultz, D. A.; Schultz, S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 6755-6759
65. Wang, Y.; Eswaramoorthy, S. K.; Sherry, L. J.; Dieringer, J. A.; Camden, J. P.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P.; Marks, L. D. Ultramicroscopy 2009, 109, 1110-1113
66. McMahon, J. M.; Wang, Y.; Sherry, L. J.; Van Duyne, R. P.; Marks, L. D.; Gray, S. K.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2731-2735
67. Rodriguez-Fernandez, J.; Novo, C.; Myroshnychenko, V.; Funston, A. M.; Sanchez-Iglesias, A.; Pastoriza-Santos, I.; Perez-Juste, J.; Garcia de Abajo, F. J.; Liz-Marzan, L. M.; Mulvaney, P. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 18623-18631
68. Tcherniak, A.; Ha, J. W.; Dominguez-Medina, S.; Slaughter, L. S.; Link, S. Nano Lett. 2010, 10, 1398-1404
69. Munechika, K.; Smith, J. M.; Chen, Y.; Ginger, D. S. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 18906-18911
70. Nelayah, J.; Kociak, M.; Stéphan, O.; Geuquet, N.; Henrard, L.; Garcia de Abajo, F. J.; Pastoriza-Santos, I.; Liz-Marzan, L. M.; Colliex, C. Nano Lett. 2010, 10, 902-907
71. Hu, M.; Chen, J.; Marquez, M.; Xia, Y.; Hartland, G. V. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12558-12565
72. Ringe, E.; McMahon, J. M.; Sohn, K.; Cobley, C.; Xia, Y.; Huang, J.; Schatz, G. C.; Marks, L. D.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 12511-12516
73. Myroshnychenko, V.; Rodriguez-Fernandez, J.; Pastoriza-Santos, I.; Funston, A. M.; Novo, C.; Mulvaney, P.; Liz-Marzan, L. M.; Garcia de Abajo, F. J. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1792-1805
74. Svedendahl, M.; Chen, S.; Dmitriev, A.; Käll, M. Nano Lett. 2009, 9, 4428-4433
75. Louit, G.; Asahi, T.; Tanaka, G.; Uwada, T.; Masuhara, H. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 11766-11772
76. Bingham, J.; Willets, K.; Shah, N.; Andrews, D.; Van Duyne, R. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 16839-16842
77. Wustholz, K. L.; Henry, A.-I.; Bingham, J. M.; Kleinman, S. L.; Natan, M. J.; Freeman, R. G.; Van Duyne, R. P. Exploring single-molecule SERS and single-nanoparticle plasmon microscopy Proc. SPIE 2009, 739403-10
78. Lee, P. C.; Meisel, D. J. Phys. Chem. 1982, 86, 3391-3395
79. Camden, J. P.; Dieringer, J. A.; Wang, Y.; Masiello, D. J.; Marks, L. D.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12616-12617
80. Jeanmaire, D. L.; Van Duyne, R. P. J. Electroanal. Chem. 1977, 84, 1-20
81. Dieringer, J. A.; Lettan, R. B.; Scheidt, K. A.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 16249-16256
82. Moskovits, M. Rev. Mod. Phys. 1985, 57, 783-826
83. Metiu, H.; Das, P. Annu. Rev. Phys. Chem. 1984, 35, 507-536
84. Michaels, A. M.; Nirmal, M.; Brus, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9932-9939
85. Michaels, A. M.; Jiang, J.; Brus, L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11965-11971
86. Kleinman, S. L.; Ringe, E.; Valley, N.; Wustholz, K. L.; Phillips, E.; Scheidt, K. A.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4115-4122
87. Wustholz, K. L.; Henry, A.-I.; McMahon, J. M.; Freeman, R. G.; Valley, N.; Piotti, M. E.; Natan, M. J.; Schatz, G. C.; Duyne, R. P. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10903-10910
88. Doering, W. E.; Piotti, M. E.; Natan, M. J.; Freeman, R. G. Adv. Mater. 2007, 19, 3100-3108
89. Tyler, T. P.; Henry, A.-I.; Van Duyne, R. P.; Hersam, M. C. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 218-222
90. McMahon, J. M.; Henry, A.-I.; Wustholz, K. L.; Natan, M. J.; Freeman, R. G.; Van Duyne, R. P.; Schatz, G. C. Anal. Bioanal. Chem. 2009, 394, 1819-1825
91. Saxton, M. J. Biophys. J. 1997, 72, 1744-1753
92. Saxton, M. J.; Jacobson, K. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1997, 26, 373-399
93. Qian, H.; Sheetz, M., P.; Elson, E., L. Biophys. J. 1991, 60, 910-921
94. Vrljic, M.; Nishimura, S. Y.; Brasselet, S.; Moerner, W. E.; McConnell, H. M. Biophys. J. 2002, 83, 2681-2692
95. Vrljic, M.; Nishimura, S. Y.; Moerner, W. E.; McConnell, H. M. Biophys. J. 2005, 88, 334-347
96. Suzuki, K. G. N.; Fujiwara, T. K.; Sanematsu, F.; Iino, R.; Edidin, M.; Kusumi, A. J. Cell Biol. 2007, 177, 717-730
97. Nallathamby, P. D.; Lee, K., J.; Xu, X.-H. N. ACS Nano 2008, 2, 1371-1380
98. Kleinman, S. L.; Bingham, J. M.; Henry, A.-I.; Wustholz, K. L.; Van Duyne, R. P. Structural and optical characterization of single nanoparticle and single molecule SERS Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 2010, 77570J-1-10
99. Van Dijk, M. A.; Tchebotareva, A. L.; Orrit, M.; Lippitz, M.; Berciaud, S.; Lasne, D.; Cognet, L.; Lounis, B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3486-3495
100. Billaud, P.; Marhaba, S.; Cottancin, E.; Arnaud, L.; Bachelier, G.; Bonnet, C.; Del Fatti, N.; Lerme, J.; Vallée, F.; Vialle, J. L.; Broyer, M.; Pellarin, M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 978-982
101. Ajayan, P. M.; Marks, L. D. Phys. Rev. Lett. 1989, 63, 279-282
102. Buckett, M. I.; Strane, J.; Luzzi, D. E.; Zhang, J. P.; Wessels, B. W.; Marks, L. D. Ultramicroscopy 1989, 29, 217-227
103. Egerton, R. F.; Li, P.; Malac, M. Micron 2004, 35, 399-409
104. Langhammer, C.; Yuan, Z.; Zoric, I.; Kasemo, B. Nano Lett. 2006, 6, 833-838
105. Langhammer, C.; Kasemo, B.; Zoric, I. J. Chem. Phys. 2007, 126, 194702
106. Wang, F.; Sfeir, M. Y.; Huang, L.; Huang, X.; Huang, X. M. H.; Wu, Y.; Kim, J.; Hone, J.; O'Brien, S.; Brus, L. E.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 167401
107. Joh, D. Y.; Herman, L. H.; Ju, S.-Y.; Kinder, J.; Segal, M. A.; Johnson, J. N.; Chan, G. K. L.; Park, J. Nano Lett. 2011, 11, 1-7