Single-molecule electrochemical gating in ionic liquids

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 40, 2012, Pages 16817-16826

  Kay, Nicola J ^a   Higgins, Simon J ^a   Jeppesen, Jan O ^b   Leary, Edmund ^a   Lycoops, Jess ^b   Ulstrup, Jens ^c   Nichols, Richard J ^a  

^a UNIVERSITY OF LIVERPOOL   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF SOUTHERN DENMARK   (Denmark)

^c TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AQUEOUS ENVIRONMENT; BREAK JUNCTIONS; CHARGE TRANSFER PROCESS; CONDUCTANCE SWITCHING; ELECTROCHEMICAL GATING; ELECTROCHEMICAL POTENTIAL; ELECTRODE POTENTIALS; GOLD CONTACTS; IN-SITU SCANNING TUNNELING MICROSCOPIES; LIQUID ENVIRONMENT; MOLECULAR BRIDGES; MOLECULAR CONDUCTANCE; MOLECULAR JUNCTION; POSITIVE POTENTIAL; REDOX PROCESS; REDOX STATE; REDOX TRANSITION; REDOX WAVES; REDOX-ACTIVE; REORGANIZATION ENERGIES; ROOM TEMPERATURE; ROOM TEMPERATURE IONIC LIQUIDS; SINGLE-MOLECULE; SINGLE-MOLECULE TRANSISTOR; SWITCHING BEHAVIORS; TETRATHIAFULVALENES; VIBRATIONAL RELAXATION;

CHARGE TRANSFER; REDOX REACTIONS; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY;

IONIC LIQUIDS;

GOLD; IONIC LIQUID; TETRATHIAFULVALENE DERIVATIVE;

ARTICLE; CONDUCTANCE; ELECTROCHEMISTRY; OXIDATION REDUCTION STATE; ROOM TEMPERATURE; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SEMICONDUCTOR;

EID: 84867370475     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja307407e     Document Type: Article

References (83)

1. Kubatkin, S.; Danilov, A.; Hjort, M.; Cornil, J.; Bredas, J. L.; Stuhr-Hansen, N.; Hedegard, P.; Bjornholm, T. Nature 2003, 425, 698
2. Osorio, E. A.; Bjornholm, T.; Lehn, J. M.; Ruben, M.; van der Zant, H. S. J. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 374121
3. van der Zant, H. S. J.; Kervennic, Y. V.; Poot, M.; O'Neill, K.; de Groot, Z.; Thijssen, J. M.; Heersche, H. B.; Stuhr-Hansen, N.; Bjornholm, T.; Vanmaekelbergh, D.; van Walree, C. A.; Jenneskens, L. W. Faraday Discuss. 2006, 131, 347
4. Osorio, E. A.; O'Neill, K.; Stuhr-Hansen, N.; Nielsen, O. F.; Bjornholm, T.; van der Zant, H. S. J. Adv. Mater. 2007, 19, 281
5. Osorio, E. A.; O'Neill, K.; Wegewijs, M.; Stuhr-Hansen, N.; Paaske, J.; Bjornholm, T.; van der Zant, H. S. J. Nano Lett. 2007, 7, 3336
6. Champagne, A. R.; Pasupathy, A. N.; Ralph, D. C. Nano Lett. 2005, 5, 305
7. Di Ventra, M.; Lang, N. D.; Pantelides, S. T. Chem. Phys. 2002, 281, 189
8. Tao, N. J. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 4066
9. Xu, B. Q.; Tao, N. J. J. Science 2003, 301, 1221
10. Haiss, W.; van Zalinge, H.; Higgins, S. J.; Bethell, D.; Hobenreich, H.; Schiffrin, D. J.; Nichols, R. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15294
11. Haiss, W.; van Zalinge, H.; Hobenreich, H.; Bethell, D.; Schiffrin, D. J.; Higgins, S. J.; Nichols, R. J. Langmuir 2004, 20, 7694
12. Haiss, W.; Albrecht, T.; van Zalinge, H.; Higgins, S. J.; Bethell, D.; Hoebenreich, H.; Schiffrin, D. J.; Nichols, R. J.; Kuznetsov, A. M.; Zhang, J.; Chi, Q.; Ulstrup, J. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6703
13. Pobelov, I. V.; Li, Z.; Wandlowski, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16045
14. Li, Z.; Pobelov, I.; Han, B.; Wandlowski, T.; Blaszczyk, A.; Mayor, M. Nanotechnology 2007, 18, 044018
15. Li, Z.; Han, B.; Meszaros, G.; Pobelov, I.; Wandlowski, T.; Blaszczyk, A.; Mayor, M. Faraday Discuss. 2006, 131, 121
16. Li, X. L.; Xu, B. Q.; Xiao, X. Y.; Yang, X. M.; Zang, L.; Tao, N. J. Faraday Discuss. 2006, 131, 111
17. Li, X.; Hihath, J.; Chen, F.; Masuda, T.; Zang, L.; Tao, N. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11535
18. Li, C.; Mishchenko, A.; Li, Z.; Pobelov, I.; Wandlowski, T.; Li, X. Q.; Wuerthner, F.; Bagrets, A.; Evers, F. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 374122
19. Chen, F.; He, J.; Nuckolls, C.; Roberts, T.; Klare, J. E.; Lindsay, S. Nano Lett. 2005, 5, 503
20. Chen, F.; Nuckolls, C.; Lindsay, S. Chem. Phys. 2006, 324, 236
21. He, J.; Chen, F.; Lindsay, S.; Nuckolls, C. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 072112
22. Leary, E.; Higgins, S. J.; van Zalinge, H.; Haiss, W.; Nichols, R. J.; Nygaard, S.; Jeppesen, J. O.; Ulstrup, J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12204
23. Albrecht, T.; Moth-Poulsen, K.; Christensen, J. B.; Hjelm, J.; Bjornholm, T.; Ulstrup, J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6574
24. Albrecht, T.; Moth-Poulsen, K.; Christensen, J. B.; Guckian, A.; Bjornholm, T.; Vos, J. G.; Ulstrup, J. Faraday Discuss. 2006, 131, 265
25. Albrecht, T.; Guckian, A.; Kuznetsov, A. M.; Vos, J. G.; Ulstrup, J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 17132
26. Albrecht, T.; Guckian, A.; Ulstrup, J.; Vos, J. G. IEEE Trans. Nanotechnol. 2005, 4, 430
27. Albrecht, T.; Guckian, A.; Ulstrup, J.; Vos, J. G. Nano Lett. 2005, 5, 1451
28. Chi, Q. J.; Farver, O.; Ulstrup, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 2005, 102, 16203
29. Zhang, J.; Kuznetsov, A. M.; Medvedev, I. G.; Chi, Q.; Albrecht, T.; Jensen, P. S.; Ulstrup, J. Chem. Rev. 2008, 108, 2737
30. Shu, C.; Li, C. Z.; He, H. X.; Bogozi, A.; Bunch, J. S.; Tao, N. J. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 5196
31. Zhang, J.; Chi, Q.; Kuznetsov, A. M.; Hansen, A. G.; Wackerbarth, H.; Christensen, H. E. M.; Andersen, J. E. T.; Ulstrup, J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1131
32. Kuznetsov, A. M.; Medvedev, I. G.; Ulstrup, J. J. Chem. Phys. 2007, 127
33. Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. Surf. Coat. Technol. 1994, 67, 193
34. Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 11531
35. Zhang, J. D.; Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. J. Electroanal. Chem. 2003, 541, 133
36. Zhang, J. D.; Chi, Q. J.; Albrecht, T.; Kuznetsov, A. M.; Grubb, M.; Hansen, A. G.; Wackerbarth, H.; Welinder, A. C.; Ulstrup, J. Electrochim. Acta 2005, 50, 3143
37. Schmickler, W.; Tao, N. J. Electrochim. Acta 1997, 42, 2809
38. Schmickler, W.; Widrig, C. J. Electroanal. Chem. 1992, 336, 213
39. O'Boyle, N. M.; Albrecht, T.; Murgida, D. H.; Cassidy, L.; Ulstrup, J.; Vos, J. G. Inorg. Chem. 2007, 46, 117
40. Becher, J.; Jeppesen, J. O.; Nielsen, K. Synth. Met. 2003, 133, 309
41. Jeppesen, J. O.; Becher, J. Eur. J. Org. Chem. 2003, 3245
42. Giacalone, F.; Herranz, M. A.; Grueter, L.; Gonzalez, M. T.; Calame, M.; Schoenenberger, C.; Arroyo, C. R.; Rubio-Bollinger, G.; Velez, M.; Agrait, N.; Martin, N. Chem. Commun. 2007, 4854
43. Zhang, S.; Leem, G.; Lee, T. R. Langmuir 2009, 25, 13855
44. Kobayashi, Y.; Yoshioka, M.; Saigo, K.; Hashizume, D.; Ogura, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9995
45. Olaya, A. J.; Ge, P.; Gonthier, J. F.; Pechy, P.; Corminboeuf, C.; Girault, H. H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12115
46. Aldous, L.; Silvester, D. S.; Villagran, C.; Pitner, W. R.; Compton, R. G.; Lagunas, M. C.; Hardacre, C. New J. Chem. 2006, 30, 1576
47. Fu, Y.-C.; Zhang, H.-M.; Su, Y.-Z.; Wu, D.-Y.; Xie, Z.-X.; Mao, B.-W. Z. Phys. Chem. 2007, 221, 1109-1121
48. Ji, X.; Silvester, D. S.; Aldous, L.; Hardacre, C.; Compton, R. G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 9562
49. Lin, L.-G.; Yan, J.-W.; Wang, Y.; Fu, Y.-C.; Mao, B.-W. J. Exp. Nanosci. 2006, 1, 269
50. Buzzeo, M. C.; Evans, R. G.; Compton, R. G. ChemPhysChem 2004, 5, 1106
51. Endres, F.; El Abedin, S. Z. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 2101
52. Carstens, T.; El Abedin, S. Z.; Endres, F. ChemPhysChem 2008, 9, 439
53. Fu, Y.-C.; Su, Y.-Z.; Zhang, H.-M.; Yan, J.-W.; Xie, Z.-X.; Mao, B.-W. Electrochim. Acta 2010, 55, 8105
54. Mukhopadhyay, I.; Aravinda, C. L.; Borissov, D.; Freyland, W. Electrochim. Acta 2005, 50, 1275
55. Freyland, W.; Zell, C. A.; El Abedin, S. Z.; Endres, F. Electrochim. Acta 2003, 48, 3053
56. Fu, Y.-C.; Yan, J.-W.; Wang, Y.; Tian, J.-H.; Zhang, H.-M.; Xie, Z.-X.; Mao, B.-W. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 10467
57. Lin, L. G.; Wang, Y.; Yan, J. W.; Yuan, Y. Z.; Xiang, J.; Mao, B. W. Electrochem. Commun. 2003, 5, 995
58. Kay, N. J.; Nichols, R. J.; Higgins, S. J.; Haiss, W.; Sedghi, G.; Schwarzacher, W.; Mao, B.-W. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 21402
59. Doi, I.; Miyazaki, E.; Takimiya, K. Chem. Lett. 2008, 37, 1088
60. Martin, S.; Haiss, W.; Higgins, S.; Cea, P.; Lopez, M. C.; Nichols, R. J. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 3941
61. Haiss, W.; Wang, C.; Grace, I.; Batsanov, A. S.; Schiffrin, D. J.; Higgins, S. J.; Bryce, M. R.; Lambert, C. J.; Nichols, R. J. Nat. Mater. 2006, 5, 995
62. Sedghi, G.; Sawada, K.; Esdaile, L. J.; Hoffmann, M.; Anderson, H. L.; Bethell, D.; Haiss, W.; Higgins, S. J.; Nichols, R. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8582
63. Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. J. Electroanal. Chem. 2004, 564, 209
64. Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. J. Chem. Phys. 2002, 116, 2149
65. Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. Russ. J. Electrochem. 2006, 42, 760
66. Medvedev, I. G. Electrochim. Acta 2008, 53, 6545
67. Kornyshev, A. A.; Kuznetsov, A. M. ChemPhysChem 2006, 7, 1036
68. Kornyshev, A. A.; Kuznetsov, A. M. Chem. Phys. 2006, 324, 276
69. Kornyshev, A. A.; Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 2006, 103, 6799
70. Casado, J.; Zgierski, M. Z.; Ruiz Delgado, M. C.; Lopez Navarrete, J. T.; Mas-Torrent, M.; Rovira, C. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 10110
71. Li, H.-x.; Zheng, R.-h.; Shi, Q. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 5642
72. Bromley, S. T.; Mas-Torrent, M.; Hadley, P.; Rovira, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6544
73. Mas-Torrent, M.; Hadley, P.; Bromley, S. T.; Ribas, X.; Tarres, J.; Mas, M.; Molins, E.; Veciana, J.; Rovira, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8546
74. Shim, Y.; Duan, J. S.; Choi, M. Y.; Kim, H. J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 6411-6414
75. Shim, Y.; Choi, M. Y.; Kim, H. J. J. Chem. Phys. 2005, 122, 044510
76. Maginn, E. J. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 373101
77. Shamsipur, M.; Beigi, A. A. M.; Teymouri, M.; Pourmortazavi, S. M.; Irandoust, M. J. Mol. Liq. 2010, 157, 43
78. Huang, M.-M.; Jiang, Y.; Sasisanker, P.; Driver, G. W.; Weingartner, H. J. Chem. Eng. Data 2011, 56, 1494
79. Marcus, R. A. Angew. Chem., Int. Ed. 1993, 32, 1111
80. Liang, M.; Kaintz, A.; Baker, G. A.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 1370
81. Friis, E. P.; Kharkats, Y. I.; Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7851
82. Gnahm, M.; Kolb, D. M. J. Electroanal. Chem. 2011, 651, 250
83. Hultgren, V. M.; Mariotti, A. W. A.; Bond, A. M.; Wedd, A. G. Anal. Chem. 2002, 74, 3151