Self-assembled monolayers and titanium dioxide: From surface patterning to potential applications

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 2, Issue 1, 2011, Pages 845-861

  Paz, Yaron ^a  

^a TECHNION ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Israel)

Author keywords

Photocatalysis; Remote degradation; Self assembled monolayers; Titanium dioxide

Indexed keywords

CURRENT STATUS; EN-ROUTE; MICRO PATTERNING; MICROELECTROMECHANICS; PHOTO-CATALYTIC; PHOTOCATALYTIC PROPERTY; PHOTOVOLTAICS; POTENTIAL APPLICATIONS; SAMS; SOLID SURFACE; SURFACE PATTERNING; TIO;

CORROSION PREVENTION; DEGRADATION; MICROELECTRONICS; OXIDES; PHOTOCATALYSIS; SURFACE PROPERTIES; TITANIUM; TITANIUM DIOXIDE;

SELF ASSEMBLED MONOLAYERS;

EID: 84855529184     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.2.94     Document Type: Review

References (117)

1. Blake, D. M. Bibliography of Work on the Photocatalytic Removal of Hazardous Compounds from Water and Air; National Renewable Energy Laboratory: Golden, Colorado, 1994.
2. Halman, M. M. Photodegradation of water pollutants; CRC Press: Boca Raton, 1996.
3. Paz, Y.; Luo, Z.; Rabenberg, L.; Heller, A. J. Mater. Res. 1995, 10, 2842-2848.
4. Gerischer, H.; Heller, A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 5261-5267.
5. Hoffmann, M. R.; Martin, S. T.; Choi, W.; Bahnemann, D. W. Chem. Rev. 1995, 95, 69-96.
6. Paz, Y. Solid State Phenom. 2010, 162, 135-162.
7. Bahnemann, D. W.; Moeing, J.; Chapman, R. J. Phys. Chem. 1987, 91, 3782-3788.
8. Cho, Y.; Choi, W.; Lee, C.-H.; Hyeon, T.; Lee, H.-I. Environ. Sci. Technol. 2001, 35, 966-970.
9. Shaham Waldmann, N.; Paz, Y. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 18946-18952.
10. Muñoz, J.; Domènech, X. J. Appl. Electrochem. 1990, 20, 518-521.
11. Turchi, C. S.; Ollis, D. F. J. Catal. 1990, 122, 178-192.
12. Minero, C. Catal. Today 1999, 54, 205-216.
13. Fujishima, A.; Rao, T. N.; Tryk, D. A. J. Photochem. Photobiol., C: Photochem. Rev. 2000, 1, 1-21.
14. Li, J.; Zhu, L.; Wu, Y.; Harima, Y.; Zhang, A.; Tang, H. Polymer 2006, 47, 7361-7367.
15. Helmy, R.; Fadeev, A. Y. Langmuir 2002, 18, 8924-8928.
16. Lee, J. P.; Kim, H. K.; Park, C. R.; Park, G.; Kwak, H. T.; Koo, S. M.; Sung, M. M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8997-9002.
17. Mattigod, S. V.; Fryxell, G. E.; Alford, K.; Gilmore, T.; Parker, K.; Serne, J.; Engelhard, M. Environ. Sci. Technol. 2005, 39, 7306-7310.
18. Haick, H.; Sagatelian, Y.; Paz, Y. Langmuir 2003, 19, 2540-2544.
19. Kim, W.-J.; Kim, S.; Lee, B. S.; Kim, A.; Ah, C. S.; Huh, C.; Sung, G. Y.; Yun, W. S. Langmuir 2009, 25, 11692-11697.
20. Brunner, H.; Vallant, T.; Mayer, U.; Hoffmann, H.; Basnar, B.; Vallant, M.; Friedbacher, G. Langmuir 1999, 15, 1899-1901.
21. Cohen, S. R.; Naaman, R.; Sagiv, J. J. Phys. Chem. 1986, 90, 3054-3056.
22. Shin, H.; Wang, Y.; Sampathkumaran, U.; De Guire, M. R.; Heuer, A. H.; Sukenik, C. N. J. Mater. Res. 1999, 14, 2116-2123.
23. Hozumi, A.; Cheng, D. F.; Yagihashi, M. J. Colloid Interface Sci. 2011, 353, 582-587.
24. Loste, E.; Fraile, J.; Fanovich, M. A.; Woerlee, G. F.; Domingo, C. Adv. Mater. 2004, 16, 739-744.
25. García-González, C. A.; Saurina, J.; Ayllón, J. A.; Domingo, C. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13780-13786.
26. Marcinko, S.; Helmy, R.; Fadeev, A. Y. Langmuir 2003, 19, 2752-2755.
27. Hofer, R.; Textor, M.; Spencer, N. D. Langmuir 2001, 17, 4014-4020.
28. Liu, H.-B.; Venkataraman, N. V.; Spencer, N. D.; Textor, M.; Xiao, S.-J. ChemPhysChem 2008, 9, 1979-1981.
29. Brodard-Sevarac, F.; Guerrero, G.; Maquet, J.; Florian, P.; Gervais, C.; Mutin, P. H. Chem. Mater. 2008, 20, 5191-5196.
30. Chen, Y.; Liu, W.; Ye, C.; Yu, L.; Qi, S. Mater. Res. Bull. 2001, 36, 2605-2612.
31. Pan, D.; Xu, G.; Wan, J.; Shi, Z.; Han, M.; Wang, G. Langmuir 2006, 22, 5537-5540.
32. Hozumi, A.; Kim, B.; McCarthy, T. J. Langmuir 2009, 25, 2875-2880.
33. Shin, H.; Collins, R. J.; De-Guire, M. R.; Heuer, A. H.; Sukenik, C. N. J. Mater. Res. 1995, 10, 692-698.
34. Liang, S.; Chen, M.; Xue, Q. Colloids Surf., A 2008, 324, 137-142.
35. Xiao, Z.; Gu, J.; Huang, D.; Lu, Z.; Wei, Y. Appl. Surf. Sci. 1998, 125, 85-92.
36. Xiao, Z.; Su, L.; Gu, N.; Lu, Z.; Wei, Y. Thin Solid Films 1998, 333, 25-28.
37. Pizem, H.; Sukenik, C. N.; Sampathkumaran, U.; McIlwain, A. K.; De Guire, M. R. Chem. Mater. 2002, 14, 2476-2485.
38. Masuda, Y.; Sugiyama, T.; Seo, W. S.; Koumoto, K. Chem. Mater. 2003, 15, 2469-2476.
39. Desu, S. B. Mater. Sci. Eng., B 1992, 13, 299-303.
40. Yamabi, S.; Imai, H. Thin Solid Films 2003, 434, 86-93.
41. Xiang, J.; Zhu, P.; Masuda, Y.; Koumoto, K. Langmuir 2004, 20, 3278-3283.
42. Lin, H.; Kozuka, H.; Yoko, T. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1999, 337, 217-220.
43. Lin, H.; Kozuka, H.; Yoko, T. Thin Solid Films 1998, 315, 111-117.
44. Shin, H.; Collins, R. J.; De-Guire, M. R.; Heuer, A. H.; Sukenik, C. N. J. Mater. Res. 1995, 10, 699-703.
45. Rizza, R.; Fitzmaurice, D.; Hearne, S.; Hughes, G.; Spoto, G.; Ciliberto, E.; Kerp, H.; Schropp, R. Chem. Mater. 1997, 9, 2969-2982.
46. Shimizu, Y.; Kawanabe, K.; Takao, Y.; Egashira, M. J. Am. Ceram. Soc. 2001, 84, 301-306.
47. Lee, J. P.; Jang, Y. J.; Sung, M. M. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 873-876.
48. Seo, E. K.; Lee, J. W.; Sung-Suh, H. M.; Sung, M. M. Chem. Mater. 2004, 16, 1878-1883.
49. Haick, H.; Paz, Y. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 3045-3051.
50. Zemel, E.; Paz, Y. J. Adv. Oxid. Technol. 2002, 5, 27-32.
51. Ghosh-Mukerji, S.; Haick, H.; Paz, Y. J. Photochem. Photobiol., A: Chem. 2003, 160, 77-85.
52. Shemer, G.; Paz, Y. Int. J. Photoenergy 2011, No. 596710.
53. Haick, H.; Paz, Y. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2319-2326.
54. Howgate, J.; Schoell, S. J.; Hoeb, M.; Steins, W.; Baur, B.; Hertrich, S.; Nickel, B.; Sharp, I. D.; Stutzmann, M.; Eickhoff, M. Adv. Mater. 2010, 22, 2632-2636.
55. Tizazu, G.; Adawi, A. M.; Leggett, G. J.; Lidzey, D. G. Langmuir 2009, 25, 10746-10753.
56. Jeon, N. L.; Nuzzo, R. G.; Xia, Y.; Mrksich, M.; Whitesides, G. M. Langmuir 1995, 11, 3024-3026.
57. Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 550-575.
58. Denis, F. A.; Hanarp, P.; Sutherland, D. S.; Dufrêne, Y. F. Langmuir 2004, 20, 9335-9339.
59. Ye, T.; Wynn, D.; Dudek, R.; Borguet, E. Langmuir 2001, 17, 4497-4500.
60. Nakata, K.; Nishimoto, S.; Yuda, Y.; Ochiai, T.; Murakami, T.; Fujishima, A. Langmuir 2010, 26, 11628-11630.
61. Nishimoto, S.; Kubo, A.; Zhang, X.; Liu, Z.; Taneichi, N.; Okui, T.; Murakami, T.; Komine, T.; Fujishima, A. Appl. Surf. Sci. 2008, 254, 5891-5894.
62. Nishimoto, S.; Sekine, H.; Zhang, X.; Liu, Z.; Nakata, K.; Murakami, T.; Koide, Y.; Fujishima, A. Langmuir 2009, 25, 7226-7228.
63. Lee, J. P.; Sung, M. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 28-29.
64. Notsu, H.; Kubo, W.; Shitanda, I.; Tatsuma, T. J. Mater. Chem. 2005, 15, 1523-1527.
65. Blondiaux, N.; Zürcher, S.; Liley, M.; Spencer, N. D. Langmuir 2007, 23, 3489-3494.
66. Bai, Y.; Zhang, Y.; Li, W.; Zhou, X.; Wang, C.; Feng, X.; Zhang, L.; Lu, X. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 9296-9300.
67. Haick, H.; Paz, Y. ChemPhysChem 2003, 4, 617-620.
68. Kwon, B. G.; Kwon, J.-H. J. Ind. Eng. Chem. 2010, 16, 193-199.
69. Masuda, Y.; Gao, Y.; Zhu, P.; Shirahata, N.; Saito, N.; Koumoto, K. J. Ceram. Soc. Jpn. 2004, 112, S1495-S1505.
70. Masuda, Y.; Kondo, M.; Koumoto, K. Cryst. Growth Des. 2009, 9, 555-561.
71. Masuda, Y.; Sugiyama, T.; Lin, H.; Seo, W. S.; Koumoto, K. Thin Solid Films 2001, 382, 153-157.
72. Masuda, Y.; Seo, W. S.; Koumoto, K. Langmuir 2001, 17, 4876-4880.
73. Masuda, Y.; Jinbo, Y.; Yonezawa, T.; Koumoto, K. Chem. Mater. 2002, 14, 1236-1241.
74. Koumoto, K.; Seo, S.; Sugiyama, T.; Seo, W. S.; Dressick, W. J. Chem. Mater. 1999, 11, 2305-2309.
75. Masuda, Y.; Saito, N.; Hoffmann, R.; De Guire, M. R.; Koumoto, K. Sci. Technol. Adv. Mater. 2003, 4, 461-467.
76. Xiang, J.; Masuda, Y.; Koumoto, K. Adv. Mater. 2004, 16, 1461-1464.
77. Masuda, Y.; Sugiyama, T.; Koumoto, K. J. Mater. Chem. 2002, 12, 2643-2647.
78. Collins, R. J.; Shin, H.; De Guire, M. R.; Heuer, A. H.; Sukenik, C. N. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 860-862.
79. Park, M. H.; Jang, Y. J.; Sung-Suh, H. M.; Sung, M. M. Langmuir 2004, 20, 2257-2260.
80. Cherniavskaya, O.; Adzic, A.; Knutson, C.; Gross, B. J.; Zang, L.; Liu, R.; Adams, D. M. Langmuir 2002, 18, 7029-7034.
81. Shin, H.; Jeong, D.-K.; Lee, J.; Sung, M. M.; Kim, J. Adv. Mater. 2004, 16, 1197-1200.
82. Bae, C.; Shin, H.; Moon, J.; Sung, M. M. Chem. Mater. 2006, 18, 1085-1088.
83. Masuda, Y.; Seo, W.-S.; Koumoto, K. Solid State Ionics 2004, 172, 283-288.
84. Lai, Y.; Huang, J.; Gong, J.; Huang, Y.; Wang, C.; Chen, Z.; Lin, C. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, D480-D484.
85. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740.
86. Kamat, P. V.; Gevaert, M.; Vinodgopal, K. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4422-4427.
87. Shi, Z.; Li, Y.; Wang, S.; Guo, Z.; Du, C.; Xiao, S.; Sun, N.; Cao, Y.; Yao, J.; Zhu, D.; Gao, E.; Cai, S. Chem. Phys. Lett. 2001, 336, 19-23.
88. Chong, S. V.; Suresh, N.; Xia, J.; Al-Salim, N.; Idriss, H. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 10389-10393.
89. Pan, J.; Xu, Y.; Sun, L.; Sundström, V.; Polívka, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3066-3067.
90. Haubner, K.; Jaehne, E.; Adler, H.-J. P.; Koehler, D.; Loppacher, C.; Eng, L. M.; Grezner, J.; Herasimovich, A.; Scheinert, S. Phys. Status Solidi A 2008, 205, 430-439.
91. Gilmer, D. C.; Colombo, D. G.; Taylor, C. J.; Roberts, J.; Haugstad, G.; Campbell, S. A.; Kim, H.-S.; Wilk, G. D.; Gribelyuk, M. A.; Gladfelter, W. L. Chem. Vap. Deposition 1998, 4, 9-11.
92. Gao, Y.; Masuda, Y.; Koumoto, K. Chem. Mater. 2004, 16, 1062-1067.
93. Koumoto, K.; Masuda, Y.; Wang, D. J. Int. J. Soc. Mater. Eng. Resour. 2002, 10, 49-52.
94. Campbell, S. A.; Gilmer, D. C.; Wang, X.-C.; Hsieh, M.-T.; Kim, H.-S.; Gladfelter, W. L.; Yan, J. IEEE Trans. Electron Devices 1997, 44, 104-109.
95. Shin, H.; De Guire, M. R.; Heuer, A. H. J. Appl. Phys. 1998, 83, 3311-3317.
96. Shyue, J.-J.; Padture, N. P. Mater. Lett. 2007, 61, 182-185.
97. Majewski, L. A.; Schroeder, R.; Grell, M. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1017-1022.
98. Avnon, E.; Paz, Y.; Tessler, N. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 013502.
99. Ashurst, W. R.; Jang, Y. J.; Magagnin, L.; Carraro, C.; Sung, M. M.; Maboudian, R. Nanometer-thin titania films with SAM-level stiction and superior wear resistance for reliable MEMS performance. IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, Maastricht, The Netherlands, Jan 25-29, 2004; pp 153-156.
100. Senadeera, G. K. R.; Kitamura, T.; Wada, Y.; Yanagida, S. J. Photochem. Photobiol., A: Chem. 2004, 164, 61-66.
101. Senadeera, G. K. R.; Kitamura, T.; Wada, Y.; Yanagida, S. J. Photochem. Photobiol., A: Chem. 2006, 184, 234-239.
102. Hau, S. K.; Yip, H.-L.; Acton, O.; Baek, N. S.; Ma, H.; Jen, A. K.-Y. J. Mater. Chem. 2008, 18, 5113-5119.
103. Hsu, C.-W.; Wang, L.; Su, W.-F. J. Colloid Interface Sci. 2009, 329, 182-187.
104. Chong, L.-W.; Chien, H.-T.; Lee, Y.-L. J. Power Sources 2010, 195, 5109-5113.
105. Jin-nouchi, Y.; Naya, S.-i.; Tada, H. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16837-16842.
106. Ardalan, P.; Brennan, T. P.; Lee, H.-B.-R.; Bakke, J. R.; Ding, I.-K.; McGehee, M. D.; Bent, S. F. ACS Nano 2011, 5, 1495-1504.
107. Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Humphry-Baker, R.; Moser, J. E.; Grätzel, M. Adv. Mater. 2003, 15, 2101-2104.
108. Nakata, K.; Nishimoto, S.; Kubo, A.; Tryk, D.; Ochiai, T.; Murakami, T.; Fujishima, A. Chem.-Asian J. 2009, 4, 984-988.
109. Nishimoto, S.; Kubo, A.; Nohara, K.; Zhang, X.; Taneichi, N.; Okui, T.; Liu, Z.; Nakata, K.; Sakai, H.; Murakami, T.; Abe, M.; Komine, T.; Fujishima, A. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 6221-6225.
110. Naoi, K.; Ohko, Y.; Tatasuma, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3664-3668.
111. Naoi, K.; Ohko, Y.; Tatasuma, T. Chem. Commun. 2005, 1288-1290.
112. Paz, Y. C. R. Chim. 2006, 9, 774-787.
113. Ghosh-Mukerji, S.; Haick, H.; Schvartzman, M.; Paz, Y. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10776-10777.
114. Sagatelian, Y.; Sharabi, D.; Paz, Y. J. Photochem. Photobiol., A: Chem. 2005, 174, 253-260.
115. Baskaran, S.; Song, L.; Liu, J.; Chen, Y. L.; Graff, G. L. J. Am. Ceram. Soc. 1998, 81, 401-408.
116. Yang, Y.; Lai, Y.; Zhang, Q.; Wu, K.; Zhang, L.; Lin, C.; Tang, P. Colloids Surf., B 2010, 79, 309-313.
117. Meth, S.; Savchenko, N.; Koltypin, M.; Starosvetsky, D.; Viva, F. A.; Groysman, A.; Sukenik, C. N. Corros. Sci. 2010, 52, 125-129.