Hybrid semiconductor-metal nanoparticles: From architecture to function

Chemistry of Materials

Volumn 26, Issue 1, 2014, Pages 97-110

  Banin, Uri ^a   Ben Shahar, Yuval ^a   Vinokurov, Kathy ^a  

^a HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM   (Israel)

Author keywords

assembly; hybrid nanoparticles; nanoelectronics; photocatalysis; semiconductor metal interface

Indexed keywords

ADVANCED ARCHITECTURE; ELECTRICAL CHARACTERISTIC; HYBRID NANOPARTICLE; INTERFACIAL CHARACTERISTICS; SEMICONDUCTOR METALS; SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS; SEMICONDUCTOR-METAL INTERFACES; SYNERGISTIC PROPERTIES;

ASSEMBLY; ELECTRIC PROPERTIES; ELECTRONIC STRUCTURE; METAL NANOPARTICLES; NANOELECTRONICS; PHOTOCATALYSIS; SEMICONDUCTOR GROWTH;

HYBRID MATERIALS;

EID: 84892616665     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm402131n     Document Type: Review

References (125)

1. Mokari, T.; Rothenberg, E.; Popov, I.; Costi, R.; Banin, U. Science 2004, 304, 1787
2. Carbone, L.; Cozzoli, P. D. Nano Today 2010, 5, 449
3. Costi, R.; Saunders, A. E.; Banin, U. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4878
4. Mokari, T. Nano Rev. 2011, 2.
5. Vaneski, A.; Susha, A. S.; Rodriguez-Fernandez, J.; Berr, M.; Jaeckel, F.; Feldmann, J.; Rogach, A. L. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1547
6. Eychmüller, A.; Banin, U.; Dehnen, S.; Eichhöfer, A.; Corrigan, J. F.; Fenske, D. In Nanoparticles; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: 2005; p 50.
7. Bradley, J. S.; Schmid, G.; Talapin, D. V.; Shevchenko, E. V.; Weller, H. In Nanoparticles; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: 2005; p 185.
8. Alivisatos, A. P. Science 1996, 271, 933
9. Talapin, D. V.; Lee, J.-S.; Kovalenko, M. V.; Shevchenko, E. V. Chem. Rev. 2010, 110, 389
10. Link, S.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8410
11. Jain, P. K.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4954
12. Wood, A.; Giersig, M.; Mulvaney, P. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8810
13. Subramanian, V.; Wolf, E. E.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7479
14. Subramanian, V.; Wolf, E. E.; Kamat, P. V. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4943
15. Hirakawa, T.; Kamat, P. V. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3928
16. Mokari, T.; Sztrum, C. G.; Salant, A.; Rabani, E.; Banin, U. Nat. Mater. 2005, 4, 855
17. Costi, R.; Saunders, A. E.; Elmalem, E.; Salant, A.; Banin, U. Nano Lett. 2008, 8, 637
18. Rawalekar, S.; Mokari, T. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 12
19. O'Sullivan, C.; Ahmed, S.; Ryan, K. M. J. Mater. Chem. 2008, 18, 5218
20. Pacholski, C.; Kornowski, A.; Weller, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 4774
21. Carbone, L.; Jakab, A.; Khalavka, Y.; Sonnichsen, C. Nano Lett. 2009, 9, 3710
22. Menagen, G.; Macdonald, J. E.; Shemesh, Y.; Popov, I.; Banin, U. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17406
23. Mokari, T.; Aharoni, A.; Popov, I.; Banin, U. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 8001
24. Mocatta, D.; Cohen, G.; Schattner, J.; Millo, O.; Rabani, E.; Banin, U. Science 2011, 332, 77
25. Kim, Y.; Park, K. Y.; Jang, D. M.; Song, Y. M.; Kim, H. S.; Cho, Y. J.; Myung, Y.; Park, J. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 22141
26. Liang, S.; Liu, X.-L.; Yang, Y.-Z.; Wang, Y.-L.; Wang, J.-H.; Yang, Z.-J.; Wang, L.-B.; Jia, S.-F.; Yu, X.-F.; Zhou, L.; Wang, J.-B.; Zeng, J.; Wang, Q.-Q.; Zhang, Z. Nano Lett. 2012, 12, 5281
27. Hill, L. J.; Bull, M. M.; Sung, Y.; Simmonds, A. G.; Dirlam, P. T.; Richey, N. E.; DeRosa, S. E.; Shim, I.-B.; Guin, D.; Costanzo, P. J.; Pinna, N.; Willinger, M.-G.; Vogel, W.; Char, K.; Pyun, J. ACS Nano 2012, 6, 8632
28. Li, P.; Wei, Z.; Wu, T.; Peng, Q.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5660
29. Huang, C.-M.; Cheng, S.-H.; Jeng, U. S.; Yang, C.-S.; Lo, L.-W. Nano Res. 2012, 5, 654
30. Talapin, D. V.; Koeppe, R.; Gotzinger, S.; Kornowski, A.; Lupton, J. M.; Rogach, A. L.; Benson, O.; Feldmann, J.; Weller, H. Nano Lett. 2003, 3, 1677
31. 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
32. Menagen, G.; Mocatta, D.; Salant, A.; Popov, I.; Dorfs, D.; Banin, U. Chem. Mater. 2008, 20, 6900
33. Yang, J.; Elim, H. I.; Zhang, Q. B.; Lee, J. Y.; Ji, W. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11921
34. Figuerola, A.; van Huis, M.; Zanella, M.; Genovese, A.; Marras, S.; Falqui, A.; Zandbergen, H. W.; Cingolani, R.; Manna, L. Nano Lett. 2010, 10, 3028
35. Habas, S. E.; Yang, P. D.; Mokari, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3294
36. Dukovic, G.; Merkle, M. G.; Nelson, J. H.; Hughes, S. M.; Alivisatos, A. P. Adv. Mater. 2008, 20, 4306
37. Elmalem, E.; Saunders, A. E.; Costi, R.; Salant, A.; Banin, U. Adv. Mater. 2008, 20, 4312
38. Berr, M.; Vaneski, A.; Susha, A. S.; Rodriguez-Fernandez, J.; Doblinger, M.; Jackel, F.; Rogach, A. L.; Feldmann, J. Appl. Phys. Lett. 2010, 97.
39. Ahrenstorf, K.; Albrecht, O.; Heller, H.; Kornowski, A.; Gorlitz, D.; Weller, H. Small 2007, 3, 271
40. Chakrabortty, S.; Yang, J. A.; Tan, Y. M.; Mishra, N.; Chan, Y. T. Angew Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2888
41. Maynadie, J.; Salant, A.; Falqui, A.; Respaud, M.; Shaviv, E.; Banin, U.; Soulantica, K.; Chaudret, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1814
42. Shemesh, Y.; Macdonald, J. E.; Menagen, G.; Banin, U. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 1185
43. Alemseghed, M. G.; Ruberu, T. P. A.; Vela, J. Chem. Mater. 2011, 23, 3571
44. Mishra, N.; Lian, J.; Chakrabortty, S.; Lin, M.; Chan, Y. T. Chem. Mater. 2012, 24, 2040
45. Jin, M. S.; Liu, H. Y.; Zhang, H.; Xie, Z. X.; Liu, J. Y.; Xia, Y. N. Nano Res. 2011, 4, 83
46. Huang, X.; Neretina, S.; El-Sayed, M. A. Adv. Mater. 2009, 21, 4880
47. Tao, A.; Sinsermsuksakul, P.; Yang, P. D. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4597
48. Jin, R. C.; Cao, Y. W.; Mirkin, C. A.; Kelly, K. L.; Schatz, G. C.; Zheng, J. G. Science 2001, 294, 1901
49. Yu, Y. Y.; Chang, S. S.; Lee, C. L.; Wang, C. R. C. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 6661
50. Wang, C.; Daimon, H.; Onodera, T.; Koda, T.; Sun, S. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3588
51. Bratlie, K. M.; Lee, H.; Komvopoulos, K.; Yang, P. D.; Somorjai, G. A. Nano Lett. 2007, 7, 3097
52. O'Sullivan, C.; Gunning, R. D.; Barrett, C. A.; Singh, A.; Ryan, K. M. J. Mater. Chem. 2010, 20, 7875
53. Khon, E.; Hewa-Kasakarage, N. N.; Nemitz, I.; Acharya, K.; Zamkov, M. Chem. Mater. 2010, 22, 5929
54. Amirav, L.; Alivisatos, A. P. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1051
55. Kang, Y. J.; Ye, X. C.; Murray, C. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 6156
56. Schlicke, H.; Ghosh, D.; Fong, L. K.; Xin, H. L. L.; Zheng, H. M.; Alivisatos, A. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 980
57. Xia, Y.; Xiong, Y.; Lim, B.; Skrabalak, S. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 60
58. Park, K. W.; Choi, J. H.; Kwon, B. K.; Lee, S. A.; Sung, Y. E.; Ha, H. Y.; Hong, S. A.; Kim, H.; Wieckowski, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1869
59. Li, X. H.; Lian, J.; Lin, M.; Chan, Y. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 672
60. Yin, Y. D.; Rioux, R. M.; Erdonmez, C. K.; Hughes, S.; Somorjai, G. A.; Alivisatos, A. P. Science 2004, 304, 711
61. Oh, M. H.; Yu, T.; Yu, S.-H.; Lim, B.; Ko, K.-T.; Willinger, M.-G.; Seo, D.-H.; Kim, B. H.; Cho, M. G.; Park, J.-H.; Kang, K.; Sung, Y.-E.; Pinna, N.; Hyeon, T. Science 2013, 340, 964
62. Gonzalez, E.; Arbiol, J.; Puntes, V. F. Science 2011, 334, 1377
63. Zeng, J.; Zhang, Q.; Chen, J.; Xia, Y. Nano Lett. 2010, 10, 30
64. Cobley, C. M.; Au, L.; Chen, J.; Xia, Y. Expert Opin. Drug Delivery 2010, 7, 577
65. Skrabalak, S. E.; Au, L.; Lu, X.; Li, X.; Xia, Y. Nanomedicine 2007, 2, 657
66. Cang, H.; Sun, T.; Li, Z. Y.; Chen, J. Y.; Wiley, B. J.; Xia, Y. N.; Li, X. D. Opt. Lett. 2005, 30, 3048
67. Skrabalak, S. E.; Chen, J.; Au, L.; Lu, X.; Li, X.; Xia, Y. Adv. Mater. 2007, 19, 3177
68. Macdonald, J. E.; Bar Sadan, M.; Houben, L.; Popov, I.; Banin, U. Nat. Mater. 2010, 9, 810
69. Vinokurov, K.; Macdonald, J. E.; Banin, U. Chem. Mater. 2012, 24, 1822
70. Bala, T.; Sanyal, A.; Singh, A.; Kelly, D.; O'Sullivan, C.; Laffir, F.; Ryan, K. M. J. Mater. Chem. 2011, 21, 6815
71. Zhao, N.; Liu, K.; Greener, J.; Nie, Z.; Kumacheva, E. Nano Lett. 2009, 9, 3077
72. Zheng, W. X.; Maye, M. M.; Leibowitz, F. L.; Zhong, C. J. Analyst 2000, 125, 17
73. Han, L.; Luo, J.; Kariuki, N. N.; Maye, M. M.; Jones, V. W.; Zhong, C. J. Chem. Mater. 2003, 15, 29
74. Zhao, N.; Vickery, J.; Guerin, G.; Il Park, J.; Winnik, M. A.; Kumacheva, E. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 4606
75. Rubinstein, M.; Colby, R. H. Polymer Physics; OUP: Oxford, 2003.
76. Ryan, K. M.; Mastroianni, A.; Stancil, K. A.; Liu, H.; Alivisatos, A. P. Nano Lett. 2006, 6, 1479
77. Ahmed, S.; Ryan, K. M. Nano Lett. 2007, 7, 2480
78. Zhang, W.; Govorov, A. O.; Bryant, G. W. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 146804.
79. Saunders, A. E.; Popov, I.; Banin, U. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25421
80. Sun, Z. H.; Yang, Z.; Zhou, J. H.; Yeung, M. H.; Ni, W. H.; Wu, H. K.; Wang, J. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 2881
81. Shaviv, E.; Schubert, O.; Alves-Santos, M.; Goldoni, G.; Di Felice, R.; Vallee, F.; Del Fatti, N.; Banin, U.; Soennichsen, C. ACS Nano 2011, 5, 4712
82. Sonnichsen, C.; Geier, S.; Hecker, N. E.; von Plessen, G.; Feldmann, J.; Ditlbacher, H.; Lamprecht, B.; Krenn, J. R.; Aussenegg, F. R.; Chan, V. Z. H.; Spatz, J. P.; Moller, M. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2949
83. Templeton, A. C.; Pietron, J. J.; Murray, R. W.; Mulvaney, P. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 564
84. Kelly, K. L.; Coronado, E.; Zhao, L. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668
85. Zurita-Sanchez, J. R.; Novotny, L. J. Opt. Soc. Am. B 2002, 19, 1355
86. Jain, P. K.; Ghosh, D.; Baer, R.; Rabani, E.; Alivisatos, A. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 8016
87. Li, M.; Yu, X. F.; Liang, S.; Peng, X. N.; Yang, Z. J.; Wang, Y. L.; Wang, Q. Q. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1788
88. Kulakovich, O.; Strekal, N.; Yaroshevich, A.; Maskevich, S.; Gaponenko, S.; Nabiev, I.; Woggon, U.; Artemyev, M. Nano Lett. 2002, 2, 1449
89. Lee, J.; Govorov, A. O.; Dulka, J.; Kotov, N. A. Nano Lett. 2004, 4, 2323
90. Viste, P.; Plain, J.; Jaffiol, R.; Vial, A.; Adam, P. M.; Royer, P. ACS Nano 2010, 4, 759
91. Gueroui, Z.; Libchaber, A. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 166108.
92. Wang, Y. K.; Yang, T. Y.; Tuominen, M. T.; Achermann, M. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 163001.
93. Cheng, D. M.; Xu, Q. H. Chem. Commun. 2007, 248
94. Chen, Y.; Munechika, K.; Ginger, D. S. Nano Lett. 2007, 7, 690
95. Munechika, K.; Chen, Y.; Tillack, A. F.; Kulkarni, A. P.; Plante, I. J. L.; Munro, A. M.; Ginger, D. S. Nano Lett. 2010, 10, 2598
96. Naiki, H.; Masuhara, A.; Masuo, S.; Onodera, T.; Kasai, H.; Oikawa, H. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 2455
97. Haldar, K. K.; Sen, T.; Mandal, S.; Patra, A. ChemPhysChem 2012, 13, 3989
98. Akimov, A. V.; Mukherjee, A.; Yu, C. L.; Chang, D. E.; Zibrov, A. S.; Hemmer, P. R.; Park, H.; Lukin, M. D. Nature 2007, 450, 402
99. Steiner, D.; Mokari, T.; Banin, U.; Millo, O. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 056805.
100. Landman, U.; Barnett, R. N.; Scherbakov, A. G.; Avouris, P. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 1958
101. Bekenstein, Y.; Vinokurov, K.; Banin, U.; Millo, O. Nanotechnology 2012, 23, 505710
102. Luther, J. M.; Jain, P. K.; Ewers, T.; Alivisatos, A. P. Nat. Mater. 2011, 10, 361
103. Bekenstein, Y.; Vinokurov, K.; Levy, T. J.; Rabani, E.; Banin, U.; Millo, O. Phys. Rev. B 2012, 86.
104. Kamat, P. V. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 663
105. Chen, S. W.; Ingram, R. S.; Hostetler, M. J.; Pietron, J. J.; Murray, R. W.; Schaaff, T. G.; Khoury, J. T.; Alvarez, M. M.; Whetten, R. L. Science 1998, 280, 2098
106. Mongin, D.; Shaviv, E.; Maioli, P.; Crut, A.; Banin, U.; Del Fatti, N.; Vallee, F. ACS Nano 2012, 6, 7034
107. O'Connor, T.; Panov, M. S.; Mereshchenko, A.; Tarnovsky, A. N.; Lorek, R.; Perera, D.; Diederich, G.; Lambright, S.; Moroz, P.; Zamkov, M. ACS Nano 2012, 6, 8156
108. Wu, K. F.; Zhu, H. M.; Liu, Z.; Rodriguez-Cordoba, W.; Lian, T. Q. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10337
109. Berr, M. J.; Vaneski, A.; Mauser, C.; Fischbach, S.; Susha, A. S.; Rogach, A. L.; Jackel, F.; Feldmann, J. Small 2012, 8, 291
110. Wilker, M. B.; Schnitzenbaumer, K. J.; Dukovic, G. Isr. J. Chem. 2012, 52, 1002
111. Mills, A.; Davies, R. H.; Worsley, D. Chem. Soc. Rev. 1993, 22, 417
112. Gratzel, M. Nature 2001, 414, 338
113. Kudo, A.; Miseki, Y. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253
114. Tong, H.; Ouyang, S. X.; Bi, Y. P.; Umezawa, N.; Oshikiri, M.; Ye, J. H. Adv. Mater. 2012, 24, 229
115. Murdoch, M.; Waterhouse, G. I. N.; Nadeem, M. A.; Metson, J. B.; Keane, M. A.; Howe, R. F.; Llorca, J.; Idriss, H. Nature Chem. 2011, 3, 489
116. Bang, J. U.; Lee, S. J.; Jang, J. S.; Choi, W.; Song, H. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 3781
117. Maeda, K.; Domen, K. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 7851
118. Berr, M. J.; Wagner, P.; Fischbach, S.; Vaneski, A.; Schneider, J.; Susha, A. S.; Rogach, A. L.; Jackel, F.; Feldmann, J. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 223903.
119. Kim, S. M.; Lee, S. J.; Kim, S. H.; Kwon, S.; Yee, K. J.; Song, H.; Somorjai, G. A.; Park, J. Y. Nano Lett. 2013, 13, 1352
120. Maximoff, S. N.; Head-Gordon, M. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 11460
121. Bonn, M.; Funk, S.; Hess, C.; Denzler, D. N.; Stampfl, C.; Scheffler, M.; Wolf, M.; Ertl, G. Science 1999, 285, 1042
122. Figuerola, A.; Franchini, I. R.; Fiore, A.; Mastria, R.; Falqui, A.; Bertoni, G.; Bals, S.; Van Tendeloo, G.; Kudera, S.; Cingolani, R.; Manna, L. Adv. Mater. 2009, 21, 550
123. Li, P.; Lappas, A.; Lavieville, R.; Zhang, Y.; Krahne, R. J. Nanopart. Res. 2012, 14, 978.
124. Lavieville, R.; Zhang, Y.; Casu, A.; Genovese, A.; Manna, L.; Di Fabrizio, E.; Krahne, R. ACS Nano 2012, 6, 2940
125. Subannajui, K.; Kim, D. S.; Zacharias, M. J. Appl. Phys. 2008, 104, 014308.