Simple, robust molecular self-assembly on germanium

Chemical Science

Volumn 2, Issue 7, 2011, Pages 1334-1343

  Nathan Hohman, J ^a,b   Kim, Moonhee ^a,b   Bednar, Heidi R ^a   Lawrence, Jeffrey A ^c   McClanahand, Patrick D ^b   Weiss, Paul S ^a,b  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^c The Pennsylvania State University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

1-DODECANETHIOL; ALKANETHIOLATES; ALKANETHIOLS; FACILE FABRICATION; GE(100); GERMANIUM SUBSTRATES; HIGH QUALITY; MOLECULAR SELF ASSEMBLY; REACTION CONDITIONS; SAMS; SEMI-CONDUCTOR SURFACES; SINGLE-STEP;

ADSORBATES; ETHANOL; GERMANIUM OXIDES; GOLD DEPOSITS; SELF ASSEMBLED MONOLAYERS; SELF ASSEMBLY;

GERMANIUM;

EID: 79959461642     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c1sc00115a     Document Type: Article

References (134)

1. R. G. Nuzzo and D. L. Allara, J. Am. Chem. Soc., 1983, 105, 4481-4483.
2. D. L. Allara and R. G. Nuzzo, Langmuir, 1985, 1, 52-66.
3. G. E. Poirier and M. J. Tarlov, Langmuir, 1994, 10, 2853-2856.
4. A. Ulman, Chem. Rev., 1996, 96, 1533-1554.
5. R. K. Smith, P. A. Lewis and P. S. Weiss, Prog. Surf. Sci., 2004, 75, 1-68.
6. J. C. Love, L. A. Estroff, J. K. Kriebel, R. G. Nuzzo and G. M. Whitesides, Chem. Rev., 2005, 105, 1103-1169.
7. S. D. Evans, E. Urankar, A. Ulman and N. Ferris, J. Am. Chem. Soc., 1991, 113, 4121-4131.
8. J. M. Tour, L. Jones, D. L. Pearson, J. J. S. Lamba, T. P. Burgin, G. M. Whitesides, D. L. Allara, A. N. Parikh and S. V. Atre, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 9529-9534.
9. R. R. Kolega and J. B. Schlenoff, Langmuir, 1998, 14, 5469-5478.
10. L. J. Yeager, F. Saeki, K. Shelly, M. F. Hawthorne and R. L. Garrell, J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 9961-9962.
11. A. A. Dameron, L. F. Charles and P. S. Weiss, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 8697-8704.
12. M. Kim, J. N. Hohman, E. I. Morin, T. A. Daniel and P. S. Weiss, J. Phys. Chem. A, 2009, 113, 3895-3903.
13. D. Kafer, G. Witte, P. Cyganik, A. Terfort and C. Woll, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 1723-1732.
14. H. J. Himmel, A. Terfort and C. Woll, J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 12069-12074.
15. O. Dannenberger, K. Weiss, H. J. Himmel, B. Jager, M. Buck and C. Woll, Thin Solid Films, 1997, 307, 183-191.
16. R. Arnold, W. Azzam, A. Terfort and C. Woll, Langmuir, 2002, 18, 3980-3992.
17. J. N. Hohman, P. P. Zhang, E. I. Morin, P. Han, M. Kim, A. R. Kurland, P. D. McClanahan, V. P. Balema and P. S. Weiss, ACS Nano, 2009, 3, 527-536.
18. A. Vaish, M. J. Shuster, S. Cheunkar, Y. S. Singh, P. S. Weiss and A. M. Andrews, ACS Chem. Neurosci., 2010, 1, 495-504.
19. G. Y. Liu, S. Xu and Y. L. Qian, Acc. Chem. Res., 2000, 33, 457-466.
20. S. Kramer, R. R. Fuierer and C. B. Gorman, Chem. Rev., 2003, 103, 4367-4418.
21. H. M. Saavedra, T. J. Mullen, P. P. Zhang, D. C. Dewey, S. A. Claridge and P. S. Weiss, Rep. Prog. Phys., 2010, 73, 036501.
22. Y. H. Wang, C. A. Mirkin and S. J. Park, ACS Nano, 2009, 3, 1049-1056.
23. C. A. Mirkin, ACS Nano, 2007, 1, 79-83.
24. Y. N. Xia, J. A. Rogers, K. E. Paul and G. M. Whitesides, Chem. Rev., 1999, 99, 1823-1848.
25. R. D. Piner, J. Zhu, F. Xu, S. Hong and C. A. Mirkin, Science, 1999, 283, 661-663.
26. A. A. Dameron, J. R. Hampton, R. K. Smith, T. J. Mullen, S. D. Gillmor and P. S. Weiss, Nano Lett., 2005, 5, 1834-1837.
27. T. J. Mullen, C. Srinivasan, J. N. Hohman, S. D. Gillmor, M. J. Shuster, M. W. Horn, A. M. Andrews and P. S. Weiss, Appl. Phys. Lett., 2007, 90, 063114.
28. J. L. Wilbur, A. Kumar, E. Kim and G. M. Whitesides, Adv. Mater., 1994, 6, 600-604.
29. M. E. Anderson, C. Srinivasan, J. N. Hohman, E. M. Carter, M. W. Horn and P. S. Weiss, Adv. Mater., 2006, 18, 3258-3260.
30. C. Srinivasan, T. J. Mullen, J. N. Hohman, M. E. Anderson, A. A. Dameron, A. M. Andrews, E. C. Dickey, M. W. Horn and P. S. Weiss, ACS Nano, 2007, 1, 191-201.
31. C. D. Bain, E. B. Troughton, Y. T. Tao, J. Evall, G. M. Whitesides and R. G. Nuzzo, J. Am. Chem. Soc., 1989, 111, 321-335.
32. D. P. Woodruff, Phys. Chem. Chem. Phys., 2008, 10, 7211-7221.
33. H. Sellers, A. Ulman, Y. Shnidman and J. E. Eilers, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 9389-9401.
34. J. B. Schlenoff, M. Li and H. Ly, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 12528-12536.
35. J. C. Love, D. B. Wolfe, M. L. Chabinyc, K. E. Paul and G. M. Whitesides, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 1576-1577.
36. E. Sabatani, I. Rubinstein, R. Maoz and J. Sagiv, J. Electroanal. Chem., 1987, 219, 365-371.
37. H. Ron and I. Rubinstein, Langmuir, 1994, 10, 4566-4573.
38. B. Sun, S. E. Baker, J. E. Butler, H. Kim, J. N. Russell, L. Shang, K. Y. Tse, W. S. Yang and R. J. Hamers, Diamond Relat. Mater., 2007, 16, 1608-1615.
39. M. R. Linford and C. E. D. Chidsey, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 12631-12632.
40. M. R. Linford, P. Fenter, P. M. Eisenberger and C. E. D. Chidsey, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 3145-3155.
41. T. A. Tanzer, P. W. Bohn, I. V. Roshchin, L. H. Greene and J. F. Klem, Appl. Phys. Lett., 1999, 75, 2794-2796.
42. S. M. Han, W. R. Ashurst, C. Carraro and R. Maboudian, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 2422-2425.
43. M. Schvartzman, V. Sidorov, D. Ritter and Y. Paz, J. Vac. Sci. Technol., B, 2003, 21, 148-155.
44. V. M. Bermudez, Langmuir, 2003, 19, 6813-6819.
45. M. Zharnikov, A. Kuller, A. Shaporenko, E. Schmidt and W. Eck, Langmuir, 2003, 19, 4682-4687.
46. K. Moumanis, X. Ding, J. J. Dubowski and E. H. Frost, J. Appl. Phys., 2006, 100, 034702.
47. X. M. Ding, K. Moumanis, J. J. Dubowski, L. Tay and N. L. Rowell, J. Appl. Phys., 2006, 99, 054701.
48. H. Kim, P. E. Colavita, K. M. Metz, B. M. Nichols, B. Sun, J. Uhlrich, X. Wang, T. F. Kuech and R. J. Hamers, Langmuir, 2006, 22, 8121-8126.
49. R. Flores-Perez, D. Y. Zemlyanov and A. Ivanisevic, J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 2147-2155.
50. D. Zerulla and T. Chasse, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom., 2009, 172, 78-87.
51. S. R. Lunt, G. N. Ryba, P. G. Santangelo and N. S. Lewis, J. Appl. Phys., 1991, 70, 7449-7465.
52. O. S. Nakagawa, S. Ashok, C. W. Sheen, J. Martensson and D. L. Allara, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1, 1991, 30, 3759-3762.
53. S. F. Bent, ACS Nano, 2007, 1, 10-12.
54. C. L. McGuiness, A. Shaporenko, M. Zharnikov, A. V. Walker and D. L. Allara, J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 4226-4234.
55. C. L. McGuiness, D. Blasini, J. P. Masejewski, S. Uppili, O. M. Cabarcos, D. Smilgies and D. L. Allara, ACS Nano, 2007, 1, 30-49.
56. J. Sagiv, J. Am. Chem. Soc., 1980, 102, 92-98.
57. A. Zeira, D. Chowdhury, R. Maoz and J. Sagiv, ACS Nano, 2008, 2, 2554-2568.
58. R. Maoz and J. Sagiv, Adv. Mater., 1998, 10, 580-584.
59. B. M. Nichols, J. E. Butler, J. N. Russell and R. J. Hamers, J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 20938-20947.
60. B. M. Nichols, K. M. Metz, K. Y. Tse, J. E. Butler, J. N. Russell and R. J. Hamers, J. Phys. Chem. B, 2006, 110, 16535-16543.
61. T. Strother, T. Knickerbocker, J. N. Russell, J. E. Butler, L. M. Smith and R. J. Hamers, Langmuir, 2002, 18, 968-971.
62. M. Volmer, M. Stratmann and H. Viefhaus, Surf. Interface Anal., 1990, 16, 278-282.
63. M. Wolpers, H. Viefhaus and M. Stratmann, Appl. Surf. Sci., 1990, 45, 167-170.
64. A. Mahapatro, D. M. Johnson, D. N. Patel, M. D. Feldman, A. A. Ayon and C. M. Agrawal, Langmuir, 2006, 22, 901-905.
65. K. Cimatu and S. Baldelli, J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 7137-7143.
66. H. Zhang, C. Romero and S. Baldelli, J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 15520-15530.
67. H. Ron, H. Cohen, S. Matlis, M. Rappaport and I. Rubinstein, J. Phys. Chem. B, 1998, 102, 9861-9869.
68. R. G. Nuzzo, B. R. Zegarski and L. H. Dubois, J. Am. Chem. Soc., 1987, 109, 733-740.
69. J. Bardeen and W. H. Brattain, Phys. Rev., 1948, 74, 230-231.
70. B. Onsia, T. Conard, S. De Gendt, M. Heyns, I. Hoflijk, P. Mertens, M. Meuris, G. Raskin, S. Sioncke, I. Teerlinck, A. Theuwis, J. Van Steenbergen and C. Vinckier, in Ultra Clean Processing of Silicon Surfaces VII, ed. P. Mertens, M. Meuris and M. Heyns, Trans Tech Publications Ltd, Zurich-Uetikon, 2005, vol. 103-104, pp. 27-30.
71. S. Rivillon, Y. J. Chabal, F. Amy and A. Kahn, Appl. Phys. Lett., 2005, 87, 253101.
72. K. Prabhakaran, F. Maeda, Y. Watanabe and T. Ogino, Appl. Phys. Lett., 2000, 76, 2244-2246.
73. K. Prabhakaran and T. Ogino, Surf. Sci., 1995, 325, 263-271.
74. P. W. Loscutoff and S. F. Bent, Annu. Rev. Phys. Chem., 2006, 57, 467-495.
75. D. Misra, R. Garg, P. Srinivasan, N. Rahim and N. A. Chowdhury, Mater. Sci. Semicond. Process., 2006, 9, 741-748.
76. P. P. Debye and E. M. Conwell, Phys. Rev., 1954, 93, 693-706.
77. C. Hilsum, Electron. Lett., 1974, 10, 259-260.
78. C. Jacoboni, F. Nava, C. Canali and G. Ottaviani, Phys. Rev. B, 1981, 24, 1014-1026.
79. G. W. Cullen, J. A. Amick and D. Gerlich, J. Electrochem. Soc., 1962, 109, 124-127.
80. D. Knapp, B. S. Brunschwig and N. S. Lewis, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 12300-12307.
81. K. Choi and J. M. Buriak, Langmuir, 2000, 16, 7737-7741.
82. Z. H. Lu, Appl. Phys. Lett., 1996, 68, 520-522.
83. M. Gothelid, G. LeLay, C. Wigren, M. Bjorkqvist and U. O. Karlsson, Surf. Sci., 1997, 371, 264-276.
84. J. Roche, P. Ryan and G. J.Hughes, Appl. Surf. Sci., 2001, 174, 271-274.
85. T. Hanrath and B. A. Korgel, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 15466-15472.
86. M. Gothelid, G. LeLay, C. Wigren, M. Bjorkqvist, M. Rad and U. O. Karlsson, Appl. Surf. Sci., 1997, 115, 87-95.
87. T. Weser, A. Bogen, B. Konrad, R. D. Schnell, C. A. Schug and W. Steinmann, Phys. Rev. B, 1987, 35, 8184.
88. T. Maeda, S. Takagi, T. Ohnishi and M. Lippmaa, Mater. Sci. Semicond. Process., 2006, 9, 706-710.
89. M. R. Kosuri, R. Cone, Q. M. Li, S. M. Han, B. C. Bunker and T. M. Mayer, Langmuir, 2004, 20, 835-840.
90. P. Ardalan, C. B. Musgrave and S. F. Bent, Langmuir, 2009, 25, 2013-2025.
91. M. Lommel, P. Hönicke, M. Kolbe, M. Müller, F. Reinhardt, P. Möbus, E. Mankel, B. Beckhoff and B. O. Kolbesen, Solid State Phenom., 2009, 145, 169-172.
92. P. Ardalan, Y. Sun, P. Pianetta, C. B. Musgrave and S. F. Bent, Langmuir, 2010, 26, 8419-8429.
93. J. L. He, Z. H. Lu, S. A. Mitchell and D. D. M. Wayner, J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 2660-2661.
94. Y. H. Min, S. J. Jung, Y. S. Youn, D. H. Kim and S. Kim, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 9014-9019.
95. J. S. Kachian, J. Tannaci, R. J. Wright, T. D. Tilley and S. F. Bent, Langmuir, 2010, 27, 179-186.
96. G. Collins, P. Fleming, S. Barth, C. O'Dwyer, J. J. Boland, M. A. Morris and J. D. Holmes, Chem. Mater., 2010, 22, 6370-6377.
97. G. C. Benson and O. Kiyohara, J. Solution Chem., 1980, 9, 791-804.
98. D. A. Shirley, Phys. Rev. B: Solid State, 1972, 5, 4709-4714.
99. J. F. Moulder, Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy: A Reference Book of Standard Spectra for Identification and Interpretation of XPS Data, Perkin-Elmer Corporation, Physical Electronics Division, Eden Prairie, MN, 1992.
100. I. Horcas, R. Fernandez, J. M. Gomez-Rodriguez, J. Colchero, J. Gomez-Herrero and A. M. Baro, Rev. Sci. Instrum., 2007, 78, 013705.
101. L. A. Bumm, J. J. Arnold, L. F. Charles, T. D. Dunbar, D. L. Allara and P. S. Weiss, J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 8017-8021.
102. C. D. Bain and G. M. Whitesides, Science, 1988, 240, 62-63.
103. H. Okumura, T. Akane and S. Matsumoto, Appl. Surf. Sci., 1998, 125, 125-128.
104. P. E. Laibinis, C. D. Bain and G. M. Whitesides, J. Phys. Chem., 1991, 95, 7017-7021.
105. R. G. Nuzzo, L. H. Dubois and D. L. Allara, J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 558-569.
106. T. Ishida, N. Choi, W. Mizutani, H. Tokumoto, I. Kojima, H. Azehara, H. Hokari, U. Akiba and M. Fujihira, Langmuir, 1999, 15, 6799-6806.
107. H. A. Biebuyck, C. D. Bian and G. M. Whitesides, Langmuir, 1994, 10, 1825-1831.
108. J. P. Folkers, P. E. Laibinis and G. M. Whitesides, Langmuir, 1992, 8, 1330-1341.
109. N. Tabet, M. Faiz, N. M. Hamdan and Z. Hussain, Surf. Sci., 2003, 523, 68-72.
110. K. Prabhakaran and T. Ogino, Surf. Sci., 1995, 325, 263-271.
111. S. Y. Sun, Y. Sun, Z. Liu, D. I. Lee, S. Peterson and P. Pianetta, Appl. Phys. Lett., 2006, 88, 021903.
112. H. Adhikari, P. C. McIntyre, S. Sun, P. Pianetta and C. E. D. Chidsey, Appl. Phys. Lett., 2005, 87, 263109.
113. A. J. Keung, M. A. Filler and S. F. Bent, J. Phys. Chem. C, 2006, 111, 411-419.
114. A. J. Keung, M. A. Filler, D. W. Porter and S. F. Bent, Surf. Sci., 2005, 599, 41-54.
115. A. J. Keung, M. A. Filler and S. F. Bent, J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 411-419.
116. S.-S. Bae, D. H. Kim, A. Kim, Jung, S. Hong and S. Kim, J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 15013-15019.
117. J. S. Kachian and S. F. Bent, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 7005-7015.
118. M. A. Filler, J. A. Van Deventer, A. J. Keung and S. F. Bent, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 770-779.
119. P. W. Loscutoff and S. F. Bent, Annu. Rev. Phys. Chem., 2006, 57, 467-495.
120. M. A. Filler, A. J. Keung, D. W. Porter and S. F. Bent, J. Phys. Chem. B, 2006, 110, 4115-4124.
121. J. S. Kachian, K. T. Wong and S. F. Bent, Acc. Chem. Res., 2010, 43, 346-355.
122. P. W. Loscutoff, K. T. Wong and S. F. Bent, Surf. Sci., 2010, 604, 1791-1799.
123. Y. S. Youn, S. J. Jung, H. Lee and S. Kim, Langmuir, 2009, 25, 7438-7442.
124. D. H. Kim, S. S. Bae, S. Hong and S. Kim, Surf. Sci., 2010, 604, 129-135.
125. S. Park, S. Yang, N. Shin, E. Lee and H. Lee, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 14528-14531.
126. Y. S. Youn, H. Lee and S. Kim, ChemPhysChem, 2010, 11, 354-356.
127. Y. Wang, Z. Zhang, V. Jain, J. Yi, S. Mueller, J. Sokolov, Z. Liu, K. Levon, B. Rigas and M. H. Rafailovich, Sens. Actuators, B, 2010, 146, 381-387.
128. M. S. Wang, L. B. Palmer, J. D. Schwartz and A. Razatos, Langmuir, 2004, 20, 7753-7759.
129. R. S. Clegg and J. E. Hutchison, J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 5319-5327.
130. S. W. Tamchang, H. A. Biebuyck, G. M. Whitesides, N. Jeon and R. G. Nuzzo, Langmuir, 1995, 11, 4371-4382.
131. J. S. Hovis, R. J. Hamers and C. M. Greenlief, Surf. Sci., 1999, 440, L815-L819.
132. H. J. W. Zandvliet, Phys. Rep., 2003, 388, 1-40.
133. A. J. Mayne, F. Rose and G. Dujardin, Surf. Sci., 2003, 523, 157-167.
134. C. Teichert, J. F. Mackay, D. E. Savage, M. G. Lagally, M. Brohl and P. Wagner, Appl. Phys. Lett., 1995, 66, 2346-2348.