Effect of metal ions on photoluminescence, charge transport, magnetic and catalytic properties of all-inorganic colloidal nanocrystals and nanocrystal solids

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 33, 2012, Pages 13604-13615

  Nag, Angshuman ^a   Chung, Dae Sung ^a   Dolzhnikov, Dmitriy S ^a   Dimitrijevic, Nada M ^b   Chattopadhyay, Soma ^c   Shibata, Tomohiro ^c   Talapin, Dmitri V ^a,b  

^a UNIVERSITY OF CHICAGO   (United States)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BUILDING BLOCKES; CATALYTIC PROPERTIES; CATIONIC SPECIES; CHARGED IONS; CHARGED SPECIES; COLLOIDAL NANOCRYSTALS; COLLOIDAL SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS; ELECTROCATALYTIC PERFORMANCE; ELECTROSTATIC BALANCE; ELECTROSTATIC STABILIZATION; EXPERIMENTAL TECHNIQUES; INSULATING BARRIERS; LIGHT EMITTING DEVICES; METAL SURFACES; PHOTOCATALYTIC SYSTEMS; PHOTOLUMINESCENCE EFFICIENCY; POLAR SOLVENTS; SOLUTION-PROCESSED;

ELECTRON MOBILITY; LIGANDS; MAGNETIC SUSCEPTIBILITY; METAL IONS; PHOTOLUMINESCENCE; SEMICONDUCTOR DOPING; TIN;

NANOCRYSTALS;

CATION; COLLOIDAL SEMICONDUCTOR NANOCRYSTAL; INORGANIC COMPOUND; METAL ION; NANOCRYSTAL; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; CATALYSIS; CHEMICAL BINDING; CHEMICAL ENGINEERING; MAGNETISM; PHOTOLUMINESCENCE; SOLID; STATIC ELECTRICITY; TRANSPORT KINETICS;

EID: 84865439742     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja301285x     Document Type: Article

References (70)

1. Coe, S.; Woo, W. K.; Bawendi, M.; Bulovic, V. Nature 2002, 420, 800-803
2. Konstantatos, G.; Howard, I.; Fischer, A.; Hoogland, S.; Clifford, J.; Klem, E.; Levina, L.; Sargent, E. H. Nature 2006, 442, 180-183
3. Talapin, D. V.; Lee, J. S.; Kovalenko, M. V.; Shevchenko, E. V. Chem. Rev. 2010, 110, 389-458
4. Kovalenko, M. V.; Scheele, M.; Talapin, D. V. Science 2009, 324, 1417-1420
5. Lee, J. S.; Kovalenko, M. V.; Huang, J.; Chung, D. S.; Talapin, D. V. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 348-352
6. Nag, A.; Kovalenko, M. V.; Lee, J. S.; Liu, W. Y.; Spokoyny, B.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10612-10620
7. Fafarman, A. T.; Koh, W. K.; Diroll, B. T.; Kim, D. K.; Ko, D. K.; Oh, S. J.; Ye, X. C.; Doan-Nguyen, V.; Crump, M. R.; Reifsnyder, D. C.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15753-15761
8. Tang, J.; Kemp, K. W.; Hoogland, S.; Jeong, K. S.; Liu, H.; Levina, L.; Furukawa, M.; Wang, X. H.; Debnath, R.; Cha, D. K.; Chou, K. W.; Fischer, A.; Amassian, A.; Asbury, J. B.; Sargent, E. H. Nat. Mater. 2011, 10, 765-771
9. Grosberg, A. Y.; Nguyen, T. T.; Shklovskii, B. I. Rev. Mod. Phys. 2002, 74, 329-345
10. dos Santos, A. P.; Levin, Y. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 4
11. Kovalenko, M. V.; Bodnarchuk, M. I.; Zaumseil, J.; Lee, J. S.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10085-10092
12. Kovalenko, M. V.; Bodnarchuk, M. I.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15124-15126
13. Son, D. H.; Hughes, S. M.; Yin, Y. D.; Alivisatos, A. P. Science 2004, 306, 1009-1012
14. Jain, P. K.; Amirav, L.; Aloni, S.; Alivisatos, A. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9997-9999
15. Fedorov, V. A.; Ganshin, V. A.; Korkishko, Y. N. Phys. Status Solidi A-Appl. Res. 1993, 139, 9-65
16. Dalpian, G. M.; Chelikowsky, J. R. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 226802
17. Chikan, V. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2783-2789
18. Yang, Y. A.; Wu, H. M.; Williams, K. R.; Cao, Y. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6712-6715
19. Carbone, L.; Nobile, C.; De Giorgi, M.; Sala, F. D.; Morello, G.; Pompa, P.; Hytch, M.; Snoeck, E.; Fiore, A.; Franchini, I. R.; Nadasan, M.; Silvestre, A. F.; Chiodo, L.; Kudera, S.; Cingolani, R.; Krahne, R.; Manna, L. Nano Lett. 2007, 7, 2942-2950
20. Guzelian, A. A.; Banin, U.; Kadavanich, A. V.; Peng, X.; Alivisatos, A. P. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 1432-1434
21. Cao, Y. W.; Banin, U. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9692-9702
22. Talapin, D. V.; Nelson, J. H.; Shevchenko, E. V.; Aloni, S.; Sadtler, B.; Alivisatos, A. P. Nano Lett. 2007, 7, 2951-2959
23. Yu, W. W.; Qu, L. H.; Guo, W. Z.; Peng, X. G. Chem. Mater. 2003, 15, 2854-2860
24. Kovalenko, M. V.; Bodnarchuk, M. I.; Zaumseil, J.; Lee, J. S.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10085-10092
25. Newville, M. J. Synch. Radiat. 2001, 8, 322-324
26. Rehr, J. J.; Albers, R. C. Rev. Mod. Phys. 2000, 72, 621-654
27. Ravel, B.; Newville, M. J. Synch. Radiat. 2005, 12, 537-541
28. Favier, I.; Dunach, E. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 3393-3395
29. Nag, A.; Kovalenko, M. V.; Lee, J. S.; Liu, W. Y.; Spokoyny, B.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10612-10620
30. Henry, D. C. Proc. R. Soc. London A 1931, 133, 106-129
31. Hunter, R. J. Foundations of Colloid Science, 2 nd ed.; Oxford University Press: New York, 2001.
32. Calero, C.; Faraudo, J.; Bastos-González, D. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15025-15035
33. Shklovskii, B. I. Phys. Rev. E 1999, 60, 5802-5811
34. Messina, R.; Holm, C.; Kremer, K. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 872-875
35. Parr, R. G.; Pearson, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 7512-7516
36. Verwey, E. J. W. Chem. Rev. 1935, 16, 363-415
37. Jasieniak, J.; Mulvaney, P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2841-2848
38. Hines, M. A.; Guyot-Sionnest, P. J. Phys. Chem. 1996, 100, 468-471
39. Dabbousi, B. O.; RodriguezViejo, J.; Mikulec, F. V.; Heine, J. R.; Mattoussi, H.; Ober, R.; Jensen, K. F.; Bawendi, M. G. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 9463-9475
40. Xu, Y.; Schoonen, M. A. A. Am. Minerol. 2000, 85, 543-556
41. Podzorov, V.; Menard, E.; Borissov, A.; Kiryukhin, V.; Rogers, J. A.; Gershenson, M. E. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 086602
42. Khattak, G. M.; Scott, C. G. J. Phys. Condens. Matter 1991, 3, 8619-8634
43. Geyer, S.; Porter, V. J.; Halpert, J. E.; Mentzel, T. S.; Kastner, M. A.; Bawendi, M. G. Phys. Rev. B 2010, 82, 155201
44. Bube, R. H. Photoconductivity of Solids; Wiley: New York, 1960.
45. Li, H. Y.; Wunnicke, O.; Borgstrom, M. T.; Immink, W. G. G.; van Weert, M. H. M.; Verheijen, M. A.; Bakkers, E. Nano Lett. 2007, 7, 1144-1148
46. Chan, T. L.; Zayak, A. T.; Dalpian, G. M.; Chelikowsky, J. R. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 025901
47. Landolt-Bornstein. Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology; Springer: Berlin/Heidelberg/New York, 1982; Vol. 17: Semiconductors.
48. Meulenberg, R. W.; Lee, J. R. I.; McCall, S. K.; Hanif, K. M.; Haskel, D.; Lang, J. C.; Terminello, L. J.; van Buuren, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6888-6889
49. Furdyna, J. K. J. Appl. Phys. 1988, 64, R29-R64
50. Feltin, N.; Levy, L.; Ingert, D.; Vincent, E.; Pileni, M. P. J. Appl. Phys. 2000, 87, 1415-1423
51. Magana, D.; Perera, S. C.; Harter, A. G.; Dalal, N. S.; Strouse, G. F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2931-2939
52. Bryan, J. D.; Gamelin, D. R. Prog. Inorg. Chem. 2005, 54, 47-126
53. Zheng, W. W.; Strouse, G. F. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7482-7489
54. Ochsenbein, S. T.; Feng, Y.; Whitaker, K. M.; Badaeva, E.; Liu, W. K.; Li, X.; Gamelin, D. R. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 681-687
55. Beaulac, R.; Ochsenbein, S. T.; Gamelin, D. R. In Nanocrystal Quantum Dots, 2 nd ed. Klimov, V. I., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2010; pp 397-453.
56. Mikulec, F. V.; Kuno, M.; Bennati, M.; Hall, D. A.; Griffin, R. G.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2532-2540
57. Norris, D. J.; Yao, N.; Charnock, F. T.; Kennedy, T. A. Nano Lett. 2001, 1, 3-7
58. Jun, Y. W.; Jung, Y. Y.; Cheon, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 615-619
59. Stowell, C. A.; Wiacek, R. J.; Saunders, A. E.; Korgel, B. A. Nano Lett. 2003, 3, 1441-1447
60. Nistor, S. V.; Stefan, M. J. Phys. Condes. Matter 2009, 21, 7
61. Farges, F. Phys. Rev. B 2005, 71, 155109
62. Droubay, T. C.; Keavney, D. J.; Kaspar, T. C.; Heald, S. M.; Wang, C. M.; Johnson, C. A.; Whitaker, K. M.; Gamelin, D. R.; Chambers, S. A. Phys. Rev. B 2009, 79, 155203
63. Lytle, F. W.; Greegor, R. B.; Panson, A. J. Phys. Rev. B 1988, 37, 1550-1562
64. Guglieri, C.; Céspedes, E.; Prieto, C.; Chaboy, J. J. Phys. Condens. Matter 2011, 23, 206006
65. Amirav, L.; Alivisatos, A. P. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1051-1054
66. Tang, M. L.; Grauer, D. C.; Lassalle-Kaiser, B.; Yachandra, V. K.; Amirav, L.; Long, J. R.; Yano, J.; Alivisatos, A. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10203-10207
67. Curri, M. L.; Agostiano, A.; Leo, G.; Mallardi, A.; Cosma, P.; Della Monica, M. Mater. Sci. Eng.: C 2002, 22, 449-452
68. Helm, M. L.; Stewart, M. P.; Bullock, R. M.; DuBois, M. R.; DuBois, D. L. Science 2011, 333, 863-866
69. Trikalitis, P. N.; Rangan, K. K.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2604-2613
70. Felton, G. A. N.; Glass, R. S.; Lichtenberger, D. L.; Evans, D. H. Inorg. Chem. 2006, 45, 9181-9184