Graphene as an electron shuttle for silver deoxidation: Removing a key barrier to plasmonics and metamaterials for sers in the visible

Advanced Functional Materials

Volumn 24, Issue 13, 2014, Pages 1864-1878

  Losurdo, Maria ^a   Bergmair, Iris ^b   Dastmalchi, Babak ^c   Kim, Tong Ho ^d   Giangregroio, Maria M ^a   Jiao, Wenyuan ^d   Bianco, Giuseppe V ^a   Brown, April S ^d   Hingerl, Kurt ^c   Bruno, Giovanni ^a  

^a CNR   (Italy)

^b PROFACTOR GMBH   (Austria)

^c JOHANNES KEPLER UNIVERSITY LINZ   (Austria)

^d Duke University   (United States)

Author keywords

graphene; localized surface plasmon resonance; metamaterials; SERS; silver deoxidation

Indexed keywords

CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; METAMATERIALS; NANOIMPRINT LITHOGRAPHY; NANOSTRUCTURES; OXIDES; PLASMONS; RAMAN SCATTERING; SILVER; SILVER OXIDES; SUBSTRATES; SURFACE PLASMON RESONANCE; SURFACE SCATTERING;

DEOXIDATION; ELECTROCHEMICAL POTENTIAL; LOCALIZED SURFACE PLASMON RESONANCE; PLASMONIC PROPERTIES; SERS; SILVER NANOPARTICLES; SILVER NANOSTRUCTURES; SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING (SERS);

GRAPHENE;

EID: 84897914561     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201303135     Document Type: Article

References (85)

1. S. A. Maier, M. L. Brongersma, P. G. Kik, S. Meltzer, A. A. G. Requicha, H. A. Atwater, Adv. Mater. 2001, 13, 1501-1505.
2. A. J. Haes, R. P. Van Duyne, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10596-106043.
3. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, A. A. Firsov, Nature 2005, 438, 197-200.
4. H. Chan, H. Wu, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1984-1997.
5. W. Tu, Y. Zhou, Z. Zou, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 4996-5008
6. M. H. Liang, L. J. Zhi, J. Mater. Chem. 2009, 19, 5871-5878.
7. I. P. Murray, S. J. Lou, L. J. Cote, S. Loser, C. J. Kadleck, T. Xu, J. M. Szarko, B. S. Rolczynski, J. E. Johns, J. Huang, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 3006-3012.
8. G. V. Naik, V. M. Shalaev, A. Boltasseva, Adv. Mater. 2013, 25, 3264-3294.
9. A. Vakil, N. Engheta, Science 2011, 332, 1291-1294.
10. W. Zhou, J. Lee, J. Nanda, S. T. Pantelides, S. J. Pennycook, J. C. Idrobo, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 161-165.
11. F. H. L. Koppens, D. E. Chang, F. J. García de Abajo, Nano Lett. 2011, 11, 3370-3377.
12. J. H. Park, P. Ambwani, M. Manno, N. C. Lindquist, P. Nagpal, S.H. Oh, C. Leighton, D. J. Norris, Adv. Mater. 2012, 24, 3988-3992.
13. W. Wei, K. Chen, G. Ge, Adv. Mater. 2013, 25, 3863-3868.
14. N. L. Dmitruk, S. Z. Malynych, I. E. Moroz, V. Yu,. Quantum Electron. Optoelectron. 2010, 13, 369-373.
15. G. Dolling, M. Wegener, C. M. Soukoulis, S. Linden, Opt. Lett. 2007, 32, 53-55.
16. O. S. Ivanova, F. P. Zamborini, J. Am. Chem. Soc. 2009, 132, 70-72.
17. Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, http://www.update.uu.se/jolkkonen/pdf/CRC-TD.pdf (accessed: November, 2013).
18. J. Schmitt, P. Machtle, D. Eck, H. Mohwald, C. A. Helm, Langmuir 1998, 15, 3256-3266.
19. Y. Han, R. Lupitskyy, T. M. Chou, C.M. Stafford, H. Du, S. Sukhishvili, Anal. Chem. 2011, 83, 5873-5880.
20. T. Gokus, R. R. Nair, A. Bonetti, M. Bohmler, A. Lombardo, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. C. Ferrari, A. Hartschuh, ACS Nano 2009, 3, 3963-3968.
21. S. Chen, L. Brown, M. Levendorf, W. Cai, S. Y. Ju, J. Edgeworth, X. Li, C. W. Magnuson, A. Velamakanni, R. D. Piner, J. Kang, J. Park, R. S. Ruoff, ACS Nano 2011, 5, 1321-1327.
22. Q. Yu, L. A. Jauregui, W. Wu, R. Colby, J. Tian, Z. Su, H. Cao, Z. Liu, D. Pandey, D. Wei, T. F. Chung, P. Peng, N. P. Guisinger, E. A. Stach, J. Bao, S. S. Pei, Y. P. Chen, Nat. Mater. 2011, 10, 443-449.
23. G. Giovannetti, P. A. Khomyakov, G. Brocks, V. M. Karpan, J. Brink, P. J. Kelly, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 026803.
24. X. Zhou, X. Huang, X. Qi, S. Wu, C. Xue, F. Y. C. Boey, Q. Yan, P. Chen, H. Zhang, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 10842-10846.
25. L. Zhang, C. Jiang, Z. Zhang, Nanoscale 2013, 5, 3773-3779.
26. W. Yuan, Y. Gu, L. Li, Appl. Surf. Sci. 2012, 261, 753-757.
27. J. Lee, K. S. Novoselov, H. S. Shin, ACS Nano 2011, 5, 608-612.
28. T. Wu, H. Shen, L. Sun, B. Cheng, B. Liu, J. Shen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 2041-2047.
29. Y. Ren, S. Chen, W. Cai, Y. Zhu, C. Zhu, R. S. Ruoff, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 053107.
30. J. C. Reed, H. Zhu, A. Y. Zhu, C. Li, E. Cubukcu, Nano Lett. 2012, 12, 4090-4094.
31. M. Losurdo, I. Bergmair, M. M. Giangregorio, B. Dastmalchi, G. V. Bianco, C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, T. Pertsch, E. Bernhard Kley, U. Huebner, M. A. Verschuuren, M. Muehlberger, K. Hingerl, G. Bruno, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23004-23012.
32. J. Tian, H. Cao, W. Wu, Q. Yu, N. P. Guisinger, Y. P. Chen, Nano Lett. 2012, 12, 3893-3899.
33. A. Reina, X. Jia, J. Ho, D. Nezich, H. Son, V. Bulovic, M. S. Dresselhaus, J. Kong, Nano Lett. 2009, 9, 30-35.
34. A. Das, S. Pisana, B. Chakraborty, S. Pisacane, S. K. Saha, U. V. Waghmare, K. S. Novoselov, H. R. Krishnamurthy, A. K. Geim, A. C. Ferrari, A. K. Sood, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 210-215.
35. D. L. Duong, G. H. Han, S. M. Lee, F. Gunes, E. S. Kim, S. T. Kim, H. Kim, Q. H. Ta, K. P. So, S. J. Yoon, S. J. Chae, Y. W. Jo, M. H. Park, S. H. Chae, S. C. Lim, J. Y. Choi, Y. H. Lee, Nature 2012, 490, 235-239.
36. T. M. G. Mohiuddin, A. Lombardo, R. R. Nair, A. Bonetti, G. Savini, R. Jalil, N. Bonini, D. M. Basko, C. Galiotis, N. Marzari, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. C. Ferrari, Phys. Rev. B 2009, 79, 205433.
37. Z. H. Ni, T. Yu, Y. H. Lu, Y. Y. Wang, Y. P. Feng, Z. X. Shen, ACS Nano 2008, 2, 2301-2305.
38. T. Yu, Z. Ni, C. Du, Y. You, Y. Wang, Z. Shen, J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 12602-12605.
39. M. Huang, H. Yan, C. Chen, D. Song, T. F. Heinz, J. Hone, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 7304-7308.
40. W. X. Wang, S. H. Liang, T. Yu, D. H. Li, Y. B. Li, X. F. Han, J. Appl. Phys. 2011, 109, 07C501.
41. K. S. Subrahmanyam, A. K. Manna, S. K. Pati, C.N.R. Rao, Chem. Phys. Lett. 2010, 497, 70-75.
42. T. W. H. Oates, M. Losurdo, S. Noda, K. Hinrichs, J. Phys. D: Appl. Phys. 2013, 46, 145308.
43. J. F. Weaver, G. B. Hoflund, J. Phys. Chem. 1994, 98, 8519-8524.
44. S. H. Choi, Y. L. Kim, K. Min Byun, Opt. Express 2011, 19, 458-466.
45. V. G. Kravets, A. N. Grigorenko, P. R. Nair, P. Blake, S. Anissimova, K. S. Novoselov, A. K. Geim, Phys. Rev. B 2010, 81, 155413.
46. I. Lopez-Salido, D. C. Lim, Y. D. Kim, Surf. Sci. 2005, 588, 6-18.
47. P. A. Khomyakov, G. Giovannetti, P. C. Rusu, G. Brocks, J. van den Brink, P. J. Kelly, Phys. Rev. B 2009, 79, 195425.
48. D. Yanga, A. Velamakannia, G. Bozoklub, S. Parka, M. Stollera, R. D. Pinera, S. Stankovichc, I. Junga, D. A. Fieldd, C. A. Ventrice Jr., R. S. Ruoff, Carbon 2009, 47, 145-152.
49. N. A. Vinogradov, K. Schulte, M. L. Ng, A. Mikkelsen, E. Lundgren, N. Mårtensson, A. B. Preobrajenski, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 9568-9577.
50. E. Granas, J. Knudsen, U. A. Schroder, T. Gerber, C. Busse, M. A. Arman, K. Schulte, J. N. Andersen, T. Michely, ACS Nano 2012, 6, 9951-9963.
51. B. Wang, Y. Puzyrev, S. T. Pantelides, Carbon 2011, 49, 3983-3988.
52. S. Malola, H. Häkkinen, P. Koskinen, Phys. Rev. B 2010, 81, 165447.
53. P. Y. Huang, C. S. Ruiz-Vargas, A. M. Van der Zande, W. S. Whitney, M. P. Levendorf, J. W. Kevek, S. Garg, J. S. Alden, C. J. Hustedt, Y. Zhu, J. Park, P. L. McEven, D. A. Muller, Nature, 2011, 469, 389-393.
54. X. Qi, X. Guo, C. Zheng, Appl. Surf. Sci. 2012, 259, 195-200.
55. a) M. Chelvayohan, C. H. B. Mee, J. Phys. C: Solid State Phys. 1982, 15, 2305
56. b) A. W. Dweydari, C. H. B. Mee, Phys. Status Solidi A 1975, 27, 223-230.
57. rd Edition, W. H. Freeman, New York, 1999.
58. Y. J. Yu, Y. Zhao, S. Ryu, L. E. Brus, K. S. Kim, P. Kim, Nano Lett. 2009, 9, 3430-3434.
59. X. Wang, L. Zhi, K. Mullen, Nano Lett. 2008, 8, 323-327.
60. A. Catheline, C. Vallés, C. Drummond, L. Ortolani, V. Morandi, M. Marcaccio, M. Iurlo, F. Paolucci, A. Pénicaud, Chem. Commun. 2011, 47, 5470-5472.
61. B. Shan, K. J. Cho, Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 236602.
62. P. M. Wood, Biochem. J. 1988, 253, 287-289.
63. R. Pasricha, S. Gupta, A. K. Srivastava, Small 2009, 5, 2253-2259.
64. B. S. Kong, J. Geng, H. T. Jung, Chem. Commun. 2009, 2174.
65. Z. Yin, S. Wu, X. Zhou, X. Huang, Q. Zhang, F. Boey, H. Zhang, Small 2010, 6, 307-312.
66. S.-S. Li, K. H. Tu, C. C. Lin, C. W. Chen, M. Chhowalla, ACS Nano 2010, 4, 3169-3174.
67. T. Szabo, O. Berkesi, P. Forgo, K. Josepovits, Y. Sanakis, D. Petridis, I. Dekany, Chem. Mater. 2006, 18, 2740-2749.
68. D. Lee, H. Lee, Y. Ahn, Y. Jeong, D. Y. Lee, Y. Lee, Nanoscale 2013, 5, 7750-7755.
69. Y. Ahn, Y. Jeong, Y. Lee, ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 6410-6414.
70. R. Sachan, V. Ramos, A. Malasi, S. Yadavali, B. Bartley, H. Garcia, G. Duscher, R. Kalyanaraman, Adv. Mater. 2013, 25, 2045-2050.
71. V. P. Drachev, U. K. Chettiar, A. V. Kildishev, H. K. Yuan, W. Cai, V. M. Shalaev, Opt. Express 2008, 16, 1186-1195.
72. M. Losurdo, M.M. Giangregorio, P. Capezzuto, G. Bruno, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 21804-21812.
73. E. Lodorikis, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 2012, 113, 2573-2584.
74. M. G. Moharam, E. B. Grann, D. A. Pommet, T. K. Gaylord, J. Opt. Soc. Am. A 1995, 12, 1068-1076.
75. W. Ren, Y. Fang, E. A Wang, ACS Nano 2011, 5, 6425-6433.
76. S. W. Joo, Y. S. Kim, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 2004, 234, 117-122.
77. T. H. Joo, M. S. Kim, K. Kim, 1987, 18, 57-60.
78. J. D. Jackson, in Classical Electrodynamics, 3rd. ed, Wiley, New York, 1998.
79. Y. R. Shen, The Principles on Nonlinear Optics, Wiley, New York 1984, 141-186.
80. Q. Hao, B. Wang, J. A. Bossard, B. Kiraly, Y. Zeng, I.-K. Chiang, L. Jensen, D. H. Werner, T. J. Huang, J. Phys. Chem. C, 2012, 116, 7249-7254.
81. X. Ling, L. Xie, Y. Fang, H. Xu, H. Zhang, J. Kong, M. S. Dresselhaus, J. Zhang, Z. Liu, Nano Lett. 2010, 10, 553-561.
82. W. Xu, J. Xiao, Y. Chen, Y. Chen, X. Ling, J. Zhang, Adv. Mater. 2013, 25, 928-933.
83. M. Losurdo, M. M. Giangregorio, G. V. Bianco, P. Capezzuto, G. Bruno, Thin Solid Films 2013, unpublished.
84. A. C. Ferrari, J. C. Meyer, V. Scardaci, C. Casiraghi, M. Lazzeri, F. Mauri, S. Piscanec, D. Jiang, K. S. Novoselov, S. Roth, A. K. Geim, Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 187401.
85. S. Howell, D. Kuila, B. Kasibhatla, C. P. Kubiak, D. Janes, R. Reifenberger, Langmuir, 2002, 18, 5120-5125.