Reduced heterogeneity of electron transfer into polycrystalline TiO 2 films: Site specific kinetics revealed by single-particle spectroscopy

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 4, 2012, Pages 3097-3104

  Jin, Shengye ^a,b   Martinson, Alex B F ^a,b   Wiederrecht, Gary P ^a,b  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COVALENTLY BOUND; CRYSTALLINE SEMICONDUCTORS; DECONVOLUTING; ELECTRON TRANSFER; FLUORESCENCE LIFETIMES; KEY FACTORS; NANOPARTICLE FILMS; PHOTO-INDUCED; PHOTO-INDUCED CHARGE; POLYCRYSTALLINE; POROUS TIO; SINGLE QUANTUM DOT; SINGLE-PARTICLE; SITE HETEROGENEITY; SITE-SPECIFIC; SUBMONOLAYER; SURFACE BINDING; SURFACE FEATURE; TIO; VARIABLE TEMPERATURE;

ATOMIC LAYER DEPOSITION; ATOMIC SPECTROSCOPY; BINDING SITES; CHROMOPHORES; DEPOSITION; ELECTRON TRANSITIONS; FLUORESCENCE; FLUORESCENCE SPECTROSCOPY; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS; SURFACE PROPERTIES; SURFACE STRUCTURE; TITANIUM DIOXIDE;

SURFACE DEFECTS;

EID: 84856521338     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp2117505     Document Type: Review

References (75)

1. ORegan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740
2. Robel, I.; Subramanian, V.; Kuno, M.; Kamat, P. V. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2385-2393
3. Kamat, P. V.; Meisel, D. Semiconductor Nanoclusters: Physical, Chemical, and Catalytic Aspects; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 1997; Vol. 103.
4. Serpone, N.; Pelizzetti, E. Photocatalysis, Fundamentals and Applications; John Wiley & Sons: New York, 1989.
5. Nitzan, A.; Ratner, M. A. Science 2003, 300, 1384-1389
6. Asbury, J. B.; Hao, E.; Wang, Y.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11957-11964
7. Huang, J.; Stockwell, D.; Boulesbaa, A.; Guo, J.; Lian, T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5203-5212
8. Tachibana, Y.; Haque, S. A.; Mercer, I. P.; Durrant, J. R.; Klug, D. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1198-1205
9. Piotrowiak, P.; Galoppini, E.; Wei, Q.; Meyer, G. J.; Wiewior, P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5278-5279
10. Rensmo, H.; Keis, K.; Lindstrom, H.; Sodergren, S.; Solbrand, A.; Hagfeldt, A.; Lindquist, S. E.; Wang, L. N.; Muhammed, M. J. Phys. Chem. 1997, 101, 2598-2601
11. Martini, I.; Hartland, G. V.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4826-4830
12. Stockwell, D.; Yang, Y.; Huang, J.; Anfuso, C.; Huang, Z.; Lian, T. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6560-6565
13. Jin, S.; Issac, A.; Stockwell, D.; Yin, F.-C.; Kindt, J.; Batista, V. S.; Robert, S.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 14309-14319
14. Nozik, A. J. Nano Lett. 2010, 10, 2735-2741
15. Sambur, J. B.; Novet, T.; Parkinson, B. A. Science 2010, 330, 63-66
16. Tisdale, W. A.; Williams, K. J.; Timp, B. A.; Norris, D. J.; Aydil, E. S.; Zhu, X. Y. Science 2010, 328, 1543-1547
17. Huang, J.; Stockwell, D.; Huang, Z.; Mohler, D. L.; Lian, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5632-5633
18. Robel, I.; Kuno, M.; Kamat, P. V. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4136-4137
19. Jiang, Z. J.; Kelley, D. F. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 4594-4602
20. Zhu, H. M.; Song, N. H.; Lian, T. Q. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15038-15045
21. Zhu, H.; Song, N.; Lian, T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8762-8771
22. Listorti, A.; Regan, B. O.; Durrant, J. R. Chem. Mater. 2011, 23, 3381-3399
23. Chen, P.; Zhou, X. C.; Shen, H.; Andoy, N. M.; Choudhary, E.; Han, K. S.; Liu, G. K.; Meng, W. L. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4560-4570
24. Tachikawa, T.; Majima, T. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4802-4819
25. De Cremer, G.; Sels, B. F.; De Vos, D. E.; Hofkens, J.; Roeffaers, M. B. J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4703-4717
26. Cui, S. C.; Tachikawa, T.; Fujitsuka, M.; Majima, T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 19625-19634
27. Issac, A.; Jin, S.; Lian, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11280-11281
28. Jin, S. Y.; Hsiang, J. C.; Zhu, H. M.; Song, N. H.; Dickson, R. M.; Lian, T. Q. J. Chem. Sci. 2010, 1, 519-526
29. Song, N. H.; Zhu, H. M.; Jin, S. Y.; Zhan, W.; Lian, T. Q. ACS Nano 2011, 5, 613-621
30. Lu, H. P.; Xie, X. S. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2753-2757
31. Holman, M. W.; Liu, R.; Adams, D. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12649-12654
32. Biju, V.; Micic, M.; Hu, D.; Lu, H. P. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9374-9381
33. Guo, L. J.; Wang, Y. M.; Lu, H. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1999-2004
34. Jin, S. Y.; Lian, T. Q. Nano Lett. 2009, 9, 2448-2454
35. Jin, S. Y.; Song, N. H.; Lian, T. Q. ACS Nano 2010, 4, 1545-1552
36. Tachikawa, T.; Yamashita, S.; Majima, T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7197-7204
37. Geroge, S. M. Chem. Rev. 2010, 110, 111-131
38. Standridge, S. D.; Schatz, G. C.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8407-8409
39. Martinson, A. B. F.; Giebink, N. C.; Wiederrecht, G. P.; Rosenmann, D.; Wasielewski, M. R. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2980-2985
40. Martinson, A. B. F.; Goes, M. S.; Fabregat-Santiago, F.; Bisquert, J.; Pellin, M. J.; Hupp, J. T. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 4015-4021
41. Martinson, A. B. F.; Elam, J. W.; Liu, J.; Pellin, M. J.; Marks, T. J.; Hupp, J. T. Nano Lett. 2008, 8, 2862-2866
42. Martinson, A. B. F.; Elam, J. W.; Hupp, J. T.; Pellin, M. J. Nano Lett. 2007, 7, 2183-2187
43. Hamann, T. W.; Martinson, A. B. F.; Elam, J. W.; Pellin, M. J.; Hupp, J. T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 10303-10307
44. Diebold, U. Surf. Sci. Rep. 2003, 48, 53-229
45. Gao, X. H.; Cui, Y. Y.; Levenson, R. M.; Chung, L. W. K.; Nie, S. M. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 969-976
46. Brus, L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 5566-5571
47. Brus, L. E. J. Chem. Phys. 1984, 80, 4403-4409
48. Hagfeldt, A.; Gratzel, M. Chem. Rev. 1995, 95, 49-68
49. Kuno, M.; Fromm, D. P.; Hamann, H. F.; Gallagher, A.; Nesbitt, D. J. J. Chem. Phys. 2001, 115, 1028-1040
50. Pelton, M.; Smith, G.; Scherer, N. F.; Marcus, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 14249-14254
51. Tang, J.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 054704
52. Efros, A. L.; Rosen, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1110-1113
53. Shimizu, K. T.; Neuhauser, R. G.; Leatherdale, C. A.; Empedocles, S. A.; Woo, W. K.; Bawendi, M. G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2001, 63, 205316
54. Nirmal, M.; Dabbousi, B. O.; Bawendi, M. G.; Macklin, J. J.; Trautman, J. K.; Harris, T. D.; Brus, L. E. Nature 1996, 383, 802-804
55. Verberk, R.; van Oijen, A. M.; Orrit, M. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2002, 66, 233202
56. Zhang, K.; Chang, H. Y.; Fu, A. H.; Alivisatos, A. P.; Yang, H. Nano Lett. 2006, 6, 843-847
57. Fisher, B. R.; Eisler, H.-J.; Stott, N. E.; Bawendi, M. G. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 143-148
58. Schlegel, G.; Bohnenberger, J.; Potapova, I.; Mews, A. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 137401
59. Kongkanand, A.; Tvrdy, K.; Takechi, K.; Kuno, M.; Kamat, P. V. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 4007-4015
60. Takeshita, K.; Sasaki, Y.; Kobashi, M.; Tanaka, Y.; Maeda, S.; Yamakata, A.; Ishibashi, T. A.; Onishi, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2963-2969
61. Zhu, K.; Neale, N. R.; Halverson, A. F.; Kim, J. Y.; Frank, A. J. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 13433-13441
62. Hardcastle, F. D.; Ishihara, H.; Sharma, R.; Biris, A. S. J. Mater. Chem. 2011, 21, 6337-6345
63. Lu, G. Q.; Linsebigler, A.; Yates, J. T. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11733-11738
64. Thompson, T. L.; Diwald, O.; Yates, J. T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 11700-11704
65. Henderson, M. A.; Otero-Tapia, S.; Castro, M. E. Surf. Sci. 1998, 412-13, 252-272
66. Rusu, C. N.; Yates, J. T. Langmuir 1997, 13, 4311-4316
67. Li, Z.; Zhang, X.; Lu, G. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 17077-17083
68. Meng, S.; Kaxiras, E. Nano Lett. 2010, 10, 1238-1247
69. Sambur, J. B.; Riha, S. C.; Choi, D.; Parkinson, B. A. Langmuir 2010, 26, 4839-4847
70. Sambur, J. B.; Parkinson, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2130-2131
71. Terranova, U.; Bowler, D. R. J. Mater. Chem. 2011, 21, 4197-4203
72. Prasittichai, C.; Hupp, J. T. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1611-1615
73. Hamann, T. W.; Farha, O. K.; Hupp, J. T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 19756-19764
74. Guo, J.; She, C.; Lian, T. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 8979-8987
75. Antila, L. J.; Heikkila, M. J.; Aumanen, V.; Kemell, M.; Myllyperkio, P.; Leskela, M.; Korppi-Tommola, J. E. I. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 536-539