A new view of electrochemistry at highly oriented pyrolytic graphite

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 49, 2012, Pages 20117-20130

  Patel, Anisha N ^a   Collignon, Manon Guille ^a,c   OConnell, Michael A ^a   Hung, Wendy O Y ^a   McKelvey, Kim ^a,b   MacPherson, Julie V ^a   Unwin, Patrick R ^a  

^a UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

^c Centre National de la Recherche Scientifique   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMBIENT ENVIRONMENT; BASAL SURFACE; C-V MEASUREMENT; CARBON MATERIAL; CLEAVED SURFACES; ELECTROCHEMICAL BEHAVIORS; ELECTROCHEMICAL CHARACTERISTICS; ELECTROCHEMICAL PROCESS; HIGH SPATIAL RESOLUTION; HIGHLY ORIENTED PYROLYTIC GRAPHITE; LOCAL SURFACES; REDOX COUPLE; SLOW ELECTRONS; STEP EDGE; SURFACE COVERAGES;

ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CYCLIC VOLTAMMETRY; ELECTRIC CONDUCTIVITY; GRAPHENE; GRAPHITE; GRAPHITE ELECTRODES; KINETICS; SURFACES;

ELECTROCHEMISTRY;

CARBON NANOTUBE; GRAPHITE; IRON; PYROLYTIC CARBON;

ARTICLE; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CONDUCTANCE; CONTROLLED STUDY; CYCLIC POTENTIOMETRY; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODE; ELECTRON TRANSPORT; KINETICS; OPTICAL RESOLUTION; SCANNING ELECTROCHEMICAL MICROSCOPY; SPATIAL ORIENTATION;

EID: 84870917515     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja308615h     Document Type: Article

References (136)

1. Rodriguez-Lopez, J.; Ritzert, N. L.; Mann, J. A.; Tan, C.; Dichtel, W. R.; Abruna, H. D. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6224-6236
2. Ward, K. R.; Lawrence, N. S.; Hartshorne, R. S.; Compton, R. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 7264-7275
3. McCreery, R. L.; McDermott, M. T. Anal. Chem. 2012, 84, 2602-2605
4. Lai, S. C. S.; Patel, A. N.; McKelvey, K.; Unwin, P. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 5405-5408
5. Dumitrescu, I.; Unwin, P. R.; Macpherson, J. V. Chem. Commun. 2009, 7345, 6886-6901
6. McCreery, R. L. Chem. Rev 2008, 108, 2646-2687
7. Banks, C. E.; Davies, T. J.; Wildgoose, G. G.; Compton, R. G. Chem. Commun. 2005, 829-841
8. Pumera, M. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4146-4157
9. Alwarappan, S.; Erdem, A.; Liu, C.; Li, C.-Z. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 8853-8857
10. Chen, F.; Qing, Q.; Xia, J.; Li, J.; Tao, N. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9908-9909
11. Shan, C.; Yang, H.; Song, J.; Han, D.; Ivaska, A.; Niu, L. Anal. Chem. 2009, 81, 2378-2382
12. Tang, L.; Wang, Y.; Li, Y.; Feng, H.; Lu, J.; Li, J. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2782-2789
13. Wang, Y.; Shi, Z.; Huang, Y.; Ma, Y.; Wang, C.; Chen, M.; Chen, Y. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13103-13107
14. Zhou, M.; Zhai, Y.; Dong, S. Anal. Chem. 2009, 81, 5603-5613
15. Jouikov, V.; Simonet, J. Langmuir 2012, 28, 931-938
16. Bhattacharjya, D.; Mukhopadhyay, I. Langmuir 2012, 28, 5893-5899
17. Mas-Torrent, M.; Crivillers, N.; Rovira, C.; Veciana, J. Chem Rev 2012, 112, 2506-2527
18. Hui, F.; Noel, J. M.; Poizot, P.; Hapiot, P.; Simonet, J. Langmuir 2011, 27, 5119-5125
19. Crevillen, A. G.; Pumera, M.; Gonzalez, M. C.; Escarpa, A. Analyst 2009, 134, 657-662
20. Banks, C. E.; Crossley, A.; Salter, C.; Wilkins, S. J.; Compton, R. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2533-2537
21. Liu, H.; Favier, F.; Ng, K.; Zach, M. P.; Penner, R. M. Electrochim. Acta 2001, 47, 671-677
22. Menke, E. J.; Li, Q.; Penner, R. M. Nano Lett. 2004, 4, 2009-2014
23. Penner, R. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 3339-3353
24. Zoval, J. V.; Stiger, R. M.; Biernacki, P. R.; Penner, R. M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 837-844
25. Boxley, C. J.; White, H. S.; Lister, T. E.; Pinhero, P. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 451-458
26. Gloaguen, F.; Leger, J. M.; Lamy, C.; Marmann, A.; Stimming, U.; Vogel, R. Electrochim. Acta 1999, 44, 1805-1816
27. Zubimendi, J. L.; Vazquez, L.; Ocon, P.; Vara, J. M.; Triaca, W. E.; Salvarezza, R. C.; Arvia, A. J. J. Phys. Chem. 1993, 97, 5095-5102
28. Hendricks, S. A.; Kim, Y.-T.; Bard, A. J. J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 2818-2824
29. González Orive, A.; Grumelli, D.; Vericat, C.; Ramallo-López, J. M.; Giovanetti, L.; Benitez, G.; Azcárate, J. C.; Corthey, G.; Fonticelli, M. H.; Requejo, F. G.; Hernández Creus, A.; Salvarezza, R. C. Nanoscale 2011, 3, 1708-1716
30. Brülle, T.; Stimming, U. J. Electroanal. Chem. 2009, 636, 10-17
31. Peruffo, M.; Contreras-Carballada, P.; Bertoncello, P.; Williams, R. M.; Cola, L. D.; Unwin, P. R. Electrochem. Commun. 2009, 11, 1885-1887
32. Rodríguez-Nieto, F. J.; Morante-Catacora, T. Y.; Cabrera, C. R. J. Electroanal. Chem. 2004, 571, 15-26
33. Cherstiouk, O. V.; Simonov, P. A.; Savinova, E. R. Electrochim. Acta 2003, 48, 3851-3860
34. Surendranath, Y.; Lutterman, D. A.; Liu, Y.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6326-6336
35. Zach, M. P.; Inazu, K.; Ng, K. H.; Hemminger, J. C.; Penner, R. M. Chem. Mater. 2002, 14, 3206-3216
36. Armstrong, F. A.; Bond, A. M.; Hill, H. A. O.; Oliver, B. N.; Psalti, I. S. M. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 9185-9189
37. Armstrong, F. A.; Bond, A. M.; Hill, H. A. O.; Psalti, I. S. M.; Zoski, C. G. J. Phys. Chem. 1989, 93, 6485-6493
38. Gorodetsky, A. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6074-6075
39. Gorodetsky, A. A.; Barton, J. K. Langmuir 2006, 22, 7917-7922
40. Hui, F.; Noël, J.-M.; Poizot, P.; Hapiot, P.; Simonet, J. Langmuir 2011, 27, 5119-5125
41. Bradbury, C. R.; Kuster, L.; Fermín, D. J. J. Electroanal. Chem. 2010, 646, 114-123
42. Wang, M.; Bugarski, S.; Stimming, U. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5165-5173
43. Ventosa, E.; Palacios, J. L.; Unwin, P. R. Electrochem. Commun. 2008, 10, 1752-1755
44. Bowling, R. J.; Packard, R. T.; McCreery, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1217-1223
45. Rice, R. J.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 1989, 61, 1637-1641
46. Kneten, K. R.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 1992, 64, 2518-2524
47. McDermott, M. T.; Kneten, K.; McCreery, R. L. J. Phys. Chem. 1992, 96, 3124-3130
48. Cline, K. K.; Mcdermott, M. T.; McCreery, R. L. J. Phys. Chem. 1994, 98, 5314-5319
49. Davies, T. J.; Moore, R. R.; Banks, C. E.; Compton, R. G. J. Electroanal. Chem. 2004, 574, 123-152
50. Ji, X.; Banks, C. E.; Crossley, A.; Compton, R. G. ChemPhysChem 2006, 7, 1337-1344
51. Lee, C.-Y.; Guo, S.-X.; Bond, A. M.; Oldham, K. B. J. Electroanal. Chem. 2008, 615, 1-11
52. Lee, C.-Y.; Bond, A. M. Anal. Chem. 2009, 81, 584-594
53. Moore, R. R.; Banks, C. E.; Compton, R. G. Analyst 2004, 129, 755-758
54. Banks, C. E.; Moore, R. R.; Davies, T. J.; Compton, R. G. Chem. Commun. 2004, 1804-1805
55. Davies, T. J.; Hyde, M. E.; Compton, R. G. Angew. Chem. 2005, 44, 5121-5126
56. Hyde, M. E.; Davies, T. J.; Compton, R. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6491-6496
57. Ji, X. B.; Buzzeo, M. C.; Banks, C. E.; Compton, R. G. Electroanalysis 2006, 18, 44-52
58. Edwards, M. A.; Bertoncello, P.; Unwin, P. R. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 9218-9223
59. Frederix, P. L.; Bosshart, P. D.; Akiyama, T.; Chami, M.; Gullo, M. R.; Blackstock, J. J.; Dooleweerdt, K.; de Rooij, N. F.; Staufer, U.; Engel, A. Nanotechnology 2008, 19, 384004
60. Williams, C. G.; Edwards, M. A.; Colley, A. L.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. Anal. Chem. 2009, 81, 2486-2495
61. Anne, A.; Cambril, E.; Chovin, A.; Demaille, C.; Goyer, C. ACS Nano 2009, 3, 2927-2940
62. Yang, W.; Ratinac, K. R.; Ringer, S. P.; Thordarson, P.; Gooding, J. J.; Braet, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2114-2138
63. Banks, C. E.; Hallam, P. M. Electrochem. Commun. 2011, 13, 8-11
64. Chou, A.; Bocking, T.; Singh, N. K.; Gooding, J. J. Chem. Commun. 2005, 842-844
65. Gong, K.; Chakrabarti, S.; Dai, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 5446-5450
66. Bertoncello, P.; Edgeworth, J. P.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10982-10983
67. Day, T. M.; Unwin, P. R.; Macpherson, J. V. Nano Lett. 2007, 7, 51-57
68. Day, T. M.; Unwin, P. R.; Wilson, N. R.; Macpherson, J. V. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10639-10647
69. Dudin, P. V.; Unwin, P. R.; Macpherson, J. V. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 13241-13248
70. Dumitrescu, I.; Dudin, P. V.; Edgeworth, J. P.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2633-2639
71. Dumitrescu, I.; Unwin, P. R.; Wilson, N. R.; Macpherson, J. V. Anal. Chem. 2008, 80, 3598-3605
72. Snowden, M. E.; Unwin, P. R.; Macpherson, J. V. Electrochem. Commun. 2011, 13, 186-189
73. Wilson, N. R.; Guille, M.; Dumitrescu, I.; Fernandez, V. R.; Rudd, N. C.; Williams, C. G.; Unwin, P. R.; Macpherson, J. V. Anal. Chem. 2006, 78, 7006-7015
74. Heller, I.; Kong, J.; Heering, H. A.; Williams, K. A.; Lemay, S. G.; Dekker, C. Nano Lett. 2005, 5, 137-142
75. Heller, I.; Kong, J.; Williams, K. A.; Dekker, C.; Lemay, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7353-7359
76. Kim, J.; Xiong, H.; Hofmann, M.; Kong, J.; Amemiya, S. Anal. Chem. 2010, 82, 1605-1607
77. Miller, T. S.; Ebejer, N.; Guëll, A. G.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. Chem Commun (Camb) 2012, 48, 7435-7437
78. Guëll, A. G.; Ebejer, N.; Snowden, M. E.; McKelvey, K.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 11487-11492
79. Li, W.; Tan, C.; Lowe, M. A.; Abruña, H. D.; Ralph, D. C. ACS Nano 2011, 5, 2264-2270
80. Valota, A. T.; Kinloch, I. A.; Novoselov, K. S.; Casiraghi, C.; Eckmann, A.; Hill, E. W.; Dryfe, R. A. W. ACS Nano 2011, 5, 8809-8815
81. Heller, I.; Janssens, A. M.; Männik, J.; Minot, E. D.; Lemay, S. G.; Dekker, C. Nano Lett. 2008, 8, 591-595
82. Banks, C. E.; Compton, R. G. The Analyst 2006, 131, 15-21
83. Amatore, C.; Savéant, J. M.; Tessier, D. J. Electroanal. Chem. 1983, 147, 39-51
84. Chang, H.; Bard, A. J. Langmuir 1991, 7, 1143-1153
85. McDermott, M. T.; McCreery, R. L. Langmuir 1994, 10, 4307-4314
86. Robinson, R. S.; Sternitzke, K.; Mcdermott, M. T.; McCreery, R. L. J. Electrochem. Soc. 1991, 138, 2412-2418
87. Ray, K.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 1997, 69, 4680-4687
88. Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. Anal. Chem. 2000, 72, 276-285
89. Bowler, R.; Davies, T. J.; Hyde, M. E.; Compton, R. G. Anal. Chem. 2005, 77, 1916-1919
90. Tan, C.; Rodriguez-Lopez, J.; Parks, J. J.; Ritzert, N. L.; Ralph, D. C.; Abruna, H. D. ACS Nano 2012, 6, 3070-3079
91. Hassel, A. W.; Fushimi, K.; Seo, M. Electrochem. Commun. 1999, 1, 180-183
92. Gewirth, A. A.; Bard, A. J. J. Phys. Chem. 1988, 92, 5563-5566
93. Hathcock, K. W.; Brumfield, J. C.; Goss, C. A.; Irene, E. A.; Murray, R. W. Anal. Chem. 1995, 67, 2201-2206
94. Unwin, P. R.; Bard, A. J. Anal. Chem. 1992, 64, 113-119
95. Snowden, M. E.; Guëll, A. G.; Lai, S. C.; McKelvey, K.; Ebejer, N.; OConnell, M. A.; Colburn, A. W.; Unwin, P. R. Anal. Chem. 2012, 84, 2483-2491
96. Rodolfa, K. T.; Bruckbauer, A.; Zhou, D.; Korchev, Y. E.; Klenerman, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6854-6859
97. Laslau, C.; Williams, D. E.; Travas-Sejdic, J. Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 1177-1191
98. Xu, J.; Chen, Q.; Swain, G. M. Anal. Chem. 1998, 70, 3146-3154
99. Jandt, K. Surf. Sci. 2001, 491, 303-332
100. Carswell, A. D. W.; ORear, E. A.; Grady, B. P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14793-14800
101. Ta, T. C.; Sykes, M. T.; McDermott, M. T. Langmuir 1998, 14, 2435-2443
102. McCreery, R. L.; Cline, K. K.; McDermott, C. A.; McDermott, M. T. Colloids Surf., A 1994, 93, 211-219
103. www.ktechnano.com (accessed May 31, 2012).
104. www.ntmdt-tips.com (accessed May 31, 2012)
105. Randin, J. P.; Yeager, E. J. Elechochem. Soc. 1971, 778, 711-714
106. Randin, J. P.; Yeager, E. J. Electroanal. Chem. 1972, 36, 257-276
107. Randin, J. P.; Yeager, E. J. Electroanal. Chem. 1975, 58, 313-322
108. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical methods: fundamentals and applications, 2 nd ed.; John Wiley & Sons: New York, 2001.
109. Konopka, S. J.; McDuffie, B. Anal. Chem. 1970, 42, 1741-1746
110. Aoki, K.; Akimoto, K.; Tokuda, K.; Matsuda, H.; Osteryoung, J. J. Electroanal. Chem. 1984, 171, 219-230
111. Birkin, P. R.; SilvaMartinez, S. J. Electroanal. Chem. 1996, 416, 127-138
112. Macpherson, J. V.; OHare, D.; Unwin, P. R.; Winlove, C. P. Biophys. J. 1997, 73, 2771-2781
113. Bowling, R.; Packard, R. T.; McCreery, R. L. Langmuir 1989, 5, 683-688
114. Bowling, R. J.; McCreery, R. L.; Pharr, C. M.; Engstrom, R. C. Anal. Chem. 1989, 61, 2763-2766
115. Hathcock, K. W.; Brumfield, J. C.; Goss, C. A.; Irene, E. A.; Murray, R. W. Anal. Chem. 1995, 67, 2201-2206
116. Alsmeyer, D. C.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 1992, 64, 1528-1533
117. Alliata, D.; Häring, P.; Haas, O.; Kötz, R.; Siegenthaler, H. Electrochem. Commun. 1999, 1, 5-9
118. Tamayo, J.; Garcia, R. Langmuir 1996, 12, 4430-4435
119. López-Palacios, J.; Heras, A.; Colina, A.; Ruiz, V. Electrochim. Acta 2004, 49, 1027-1033
120. Pharr, C. M.; Griffiths, P. R. Anal. Chem. 1997, 69, 4673-4679
121. Colley, A. L.; Williams, C. G.; DHaenens Johansson, U.; Newton, M. E.; Unwin, P. R.; Wilson, N. R.; Macpherson, J. V. Anal. Chem. 2006, 78, 2539-2548
122. Wilson, N. R.; Clewes, S. L.; Newton, M. E.; Unwin, P. R.; Macpherson, J. V. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5639-5646
123. Banerjee, S.; Sardar, M.; Gayathri, N.; Tyagi, A. K.; Raj, B. Phys. Rev. B 2005, 72, 075418-075424
124. Lu, Y.; Muñoz, M.; Steplecaru, C.; Hao, C.; Bai, M.; Garcia, N.; Schindler, K.; Esquinazi, P. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 076805-076808
125. Shvets, V. V.; Sinitsyna, O. V.; Meshkov, G. B.; Yaminsky, I. V. Mosc. U. Phys. B+ 2010, 65, 501-505
126. Liu, Y.; Freund, M. S. Langmuir 2000, 16, 283-286
127. Guëll, A. G.; Ebejer, N.; Snowden, M. E.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7258-7261
128. Patten, H. V.; Lai, S. C.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. Anal. Chem. 2012, 84, 5427-5432
129. Lai, S. C.; Dudin, P. V.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10744-10747
130. McCreery, R. L. In Electroanalytical Chemistry; Bard, A. J., Ed.; Dekker: New York, 1991; Vol. 17, pp 221-374.
131. McDermott, M. T.; Kariuki, J. K. Langmuir 1999, 15, 6534-6540
132. Moore, R. R.; Banks, C. E.; Compton, R. G. Anal. Chem. 2004, 76, 2677-2682
133. Banks, C. E.; Compton, R. G. Anal. Sci. 2005, 21, 1263-1268
134. Nair, R. R.; Sepioni, M.; Tsai, I. L.; Lehtinen, O.; Keinonen, J.; Krasheninnikov, A. V.; Thomson, T.; Geim, A. K.; Grigorieva, I. V. Nat. Phys. 2012, 8, 199-202
135. Ugeda, M. M.; Brihuega, I.; Guinea, F.; Gomez-Rodriguez, J. M. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 096804
136. Ebejer, N.; Schnippering, M.; Colburn, A. W.; Edwards, M. A.; Unwin, P. R. Anal. Chem. 2010, 82, 9141-9145