Nucleation, aggregative growth and detachment of metal nanoparticles during electrodeposition at electrode surfaces

Chemical Science

Volumn 6, Issue 2, 2015, Pages 1126-1138

  Lai, Stanley C S ^a,b   Lazenby, Robert A ^a   Kirkman, Paul M ^a   Unwin, Patrick R ^a  

^a UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF TWENTE   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC FORCE MICROSCOPY; ELECTRODEPOSITION; ELECTRODES; GRAPHITE; NANOPARTICLES; NANOTECHNOLOGY; NUCLEATION; SILVER;

ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS; ELECTROCHEMICAL PROCESS; ELECTRODEPOSITION OF SILVER; FUNCTIONAL INTERFACE; HIGHLY ORIENTED PYROLYTIC GRAPHITE; NUCLEATION AND GROWTH; SCANNING ELECTROCHEMICAL CELL MICROSCOPIES;

METAL NANOPARTICLES;

EID: 84921646979     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4sc02792b     Document Type: Article

References (104)

1. C. Q. Sun, B. K. Tay, X. T. Zeng, S. Li, T. P. Chen, J. Zhou, H. L. Bai and E. Y. Jiang, J. Phys.: Condens. Matter, 2002, 14, 7781-7795.
2. D. Zanchet, H. Tolentino, M. C. Martins Alves, O. L. Alves and D. Ugarte, Chem. Phys. Lett., 2000, 323, 167-172.
3. H. Li, P. D. Han, X. B. Zhang and M. Li, Mater. Chem. Phys., 2013, 137, 1007-1011.
4. M. Haruta, Chem. Rec., 2003, 3, 75-87.
5. M. T. M. Koper, Nanoscale, 2011, 3, 2054-2073.
6. Y. Li, E. Boone and M. A. El-Sayed, Langmuir, 2002, 18, 4921-4925.
7. S. Link and M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B, 1999, 103, 4212-4217.
8. H. B. Fu and J. N. Yao, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 1434-1439.
9. D. Hernández-Santos, M. B. González-García and A. C. García, Electroanalysis, 2002, 14, 1225-1235.
10. J. N. Anker, W. P. Hall, O. Lyandres, N. C. Shah, J. Zhao and R. P. Van Duyne, Nat. Mater., 2008, 7, 442-453.
11. S. M. Nie and S. R. Emery, Science, 1997, 275, 1102-1106.
12. K. Kneipp, H. Kneipp, I. Itzkan, R. R. Dasari and M. S. Feld, Chem. Rev., 1999, 99, 2957-2976.
13. A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 7559-7567.
14. A. J. Arvia, R. C. Salvarezza and W. E. Triaca, J. New Mater. Electrochem. Syst., 2004, 7, 133-143.
15. R. Kitsomboonloha, C. Ngambenjawong, W. S. Mohammed, M. B. Chaudhari, G. L. Hornyak and J. Dutta, Micro Nano Lett., 2011, 6, 342-344.
16. Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S. K. Jones and J. Dobson, J. Phys. D: Appl. Phys., 2003, 36, R167-R181.
17. S. M. Moghimi, A. C. Hunter and J. C. Murray, Pharmacol. Rev., 2001, 53, 283-318.
18. B. D. Chithrani, A. A. Ghazani and W. C. W. Chan, Nano Lett., 2006, 6, 662-668.
19. S. Lokina, A. Stephen, V. Kaviyarasan, C. Arulvasu and V. Narayanan, Eur. J. Med. Chem., 2014, 76, 256-263.
20. S. Prabhu and E. Poulose, Int. Nano Lett., 2012, 2, 1-10.
21. H. Masuda, K. Yasui and K. Nishio, Adv. Mater., 2000, 12, 1031-1033.
22. A. R. Howells, L. Hung, G. S. Chottiner and D. A. Scherson, Solid State Ionics, 2002, 150, 53-62.
23. K. L. Yeung and E. E. Wolf, J. Vac. Sci. Technol., A, 1992, 10, 651-656.
24. C. R. Henry, Surf. Sci. Rep., 1998, 31, 235-325.
25. C. L. Haynes and R. P. Van Duyne, J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 5599-5611.
26. J. Turkevich, P. C. Stevenson and J. Hillier, Discuss. Faraday Soc., 1951, 11, 55-75.
27. M. Brust, M. Walker, D. Bethell, D. J. Schiffrin and R. Whyman, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1994, 801-802.
28. R. M. Penner, J. Phys. Chem. B, 2002, 106, 3339-3353.
29. M. Bayati, J. M. Abad, R. J. Nichols and D. J. Schiffrin, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 18439-18448.
30. B. Scharifker and G. Hills, Electrochim. Acta, 1983, 28, 879-889.
31. N. Tian, Z.-Y. Zhou, S.-G. Sun, Y. Ding and Z. L. Wang, Science, 2007, 316, 732-735.
32. G. Gunawardena, G. Hills, I. Montenegro and B. Scharifker, J. Electroanal. Chem., 1982, 138, 225-239.
33. G. Hills, A. K. Pour and B. Scharifker, Electrochim. Acta, 1983, 28, 891-898.
34. G. Gunawardena, G. Hills, I. Montenegro and B. Scharifker, J. Electroanal. Chem., 1982, 138, 255-271.
35. E. Garcia-Pastoriza, J. Mostany and B. R. Scharifker, J. Electroanal. Chem., 1998, 441, 13-18.
36. P. V. Dudin, P. R. Unwin and J. V. Macpherson, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 13241-13248.
37. P. L. Redmond, A. J. Hallock and L. E. Brus, Nano Lett., 2004, 5, 131-135.
38. S. Chen and A. Kucernak, J. Phys. Chem. B, 2003, 107, 8392-8402.
39. R. Tel-Vered and A. J. Bard, J. Phys. Chem. B, 2006, 110, 25279-25287.
40. J. Velmurugan, J.-M. Noël, W. Nogala and M. V. Mirkin, Chem. Sci., 2012, 3, 3307-3314.
41. J. T. Cox and B. Zhang, Annu. Rev. Anal. Chem., 2012, 5, 253-272.
42. N. Ebejer, M. Schnippering, A. W. Colburn, M. A. Edwards and P. R. Unwin, Anal. Chem., 2010, 82, 9141-9145.
43. N. Ebejer, A. G. Güell, S. C. S. Lai, K. McKelvey, M. E. Snowden and P. R. Unwin, Annu. Rev. Anal. Chem., 2013, 6, 329-351.
44. J. V. Zoval, R. M. Stiger, P. R. Biernacki and R. M. Penner, J. Phys. Chem., 1996, 100, 837-844.
45. M. Miranda-Hernandez, I. Gonzalez and N. Batina, J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 4214-4223.
46. J. D. Porter and T. O. Robinson, J. Phys. Chem., 1993, 97, 6696-6709.
47. R. T. Pötzschke, C. A. Gervasi, S. Vinzelberg, G. Staikov and W. J. Lorenz, Electrochim. Acta, 1995, 40, 1469-1474.
48. R. L. McCreery and M. T. McDermott, Anal. Chem., 2012, 84, 2602-2605.
49. D. Desai, D. E. Turney, B. Anantharaman, D. A. Steingart and S. Banerjee, J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 8656-8666.
50. F. Endres, W. Freyland and B. Gilbert, Ber. Bunsen-Ges., 1997, 101, 1075-1077.
51. C. J. Boxley, H. S. White, T. E. Lister and P. J. Pinhero, J. Phys. Chem. B, 2002, 107, 451-458.
52. C. G. Williams, M. A. Edwards, A. L. Colley, J. V. Macpherson and P. R. Unwin, Anal. Chem., 2009, 81, 2486-2495.
53. S. C. S. Lai, A. N. Patel, K. McKelvey and P. R. Unwin, Angew. Chem., Int. Ed., 2012, 51, 5405-5408.
54. A. N. Patel, M. G. Collignon, M. A. O'Connell, W. O. Y. Hung, K. McKelvey, J. V. Macpherson and P. R. Unwin, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 20117-20130.
55. A. Anne, E. Cambril, A. Chovin, C. Demaille and C. Goyer, ACS Nano, 2009, 3, 2927-2940.
56. S. Lhenry, Y. R. Leroux and P. Hapiot, Anal. Chem., 2012, 84, 7518-7524.
57. P. M. Kirkman, A. G. Güell, A. S. Cuharuc and P. R. Unwin, J. Am. Chem. Soc., 2013, 136, 36-39.
58. A. N. Patel, S.-y. Tan, T. S. Miller, J. V. Macpherson and P. R. Unwin, Anal. Chem., 2013, 85, 11755-11764.
59. A. N. Patel, K. McKelvey and P. R. Unwin, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 20246-20249.
60. M. A. Edwards, P. Bertoncello and P. R. Unwin, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 9218-9223.
61. C.-Y. Lee, S.-X. Guo, A. M. Bond and K. B. Oldham, J. Electroanal. Chem., 2008, 615, 1-11.
62. F. Gloaguen, J. M. Leger, C. Lamy, A. Marmann, U. Stimming and R. Vogel, Electrochim. Acta, 1999, 44, 1805-1816.
63. A. N. Patel, S.-y. Tan and P. R. Unwin, Chem. Commun., 2013, 49, 8776-8778.
64. S. E. F. Kleijn, S. C. S. Lai, T. S. Miller, A. I. Yanson, M. T. M. Koper and P. R. Unwin, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 18558-18561.
65. M. E. Snowden, A. G. Güell, S. C. S. Lai, K. McKelvey, N. Ebejer, M. A. O'Connell, A. W. Colburn and P. R. Unwin, Anal. Chem., 2012, 84, 2483-2491.
66. G. Zhang, P. M. Kirkman, A. N. Patel, A. S. Cuharuc, K. McKelvey and P. R. Unwin, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 11444-11451.
67. A. G. Güell, N. Ebejer, M. E. Snowden, K. McKelvey, J. V. Macpherson and P. R. Unwin, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2012, 109, 11487-11492.
68. E. C. Walter, B. J. Murray, F. Favier, G. Kaltenpoth, M. Grunze and R. M. Penner, J. Phys. Chem. B, 2002, 106, 11407-11411.
69. E. C. Walter, M. P. Zach, F. Favier, B. J. Murray, K. Inazu, J. C. Hemminger and R. M. Penner, ChemPhysChem, 2003, 4, 131-138.
70. F. Favier, E. C. Walter, M. P. Zach, T. Benter and R. M. Penner, Science, 2001, 293, 2227-2231.
71. L. Vazquez, A. Hernandez Creus, P. Carro, P. Ocon, P. Herrasti, C. Palacio, J. M. Vara, R. C. Salvarezza and A. J. Arvia, J. Phys. Chem., 1992, 96, 10454-10460.
72. V. Tsakova and A. Milchev, J. Electroanal. Chem., 1987, 235, 237-247.
73. G. Lu and G. Zangari, J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 7998-8007.
74. B. R. Scharifker and J. Mostany, J. Electroanal. Chem., 1984, 177, 13-23.
75. L. Heerman and A. Tarallo, Electrochem. Commun., 2000, 2, 85-89.
76. M. Sluyters-Rehbach, J. H. O. J. Wijenberg, E. Bosco and J. H. Sluyters, J. Electroanal. Chem., 1987, 236, 1-20.
77. R. C. Hula, C. Edtmaier, M. Holzweber, H. Hutter and C. Eisenmenger-Sittner, Appl. Surf. Sci., 2010, 256, 4697-4701.
78. Y. He, J. Y. Zhang, Y. Wang and Z. P. Yu, Appl. Phys. Lett., 2010, 96, 063108.
79. I. M. Goldby, L. Kuipers, B. von Issendorff and R. E. Palmer, Appl. Phys. Lett., 1996, 69, 2819-2821.
80. M. Couillard, S. Pratontep and R. E. Palmer, Appl. Phys. Lett., 2003, 82, 2595-2597.
81. H. Liu, F. Favier, K. Ng, M. P. Zach and R. M. Penner, Electrochim. Acta, 2001, 47, 671-677.
82. J. Guo, T. Tokimoto, R. Othman and P. R. Unwin, Electrochem. Commun., 2003, 5, 1005-1010.
83. R. R. M. Johnston and M. Spiro, J. Phys. Chem., 1967, 71, 3784-3790.
84. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd edn, 2001.
85. P. Y. Silvert, R. HerreraUrbina, N. Duvauchelle, V. Vijayakrishnan and K. T. Elhsissen, J. Mater. Chem., 1996, 6, 573-577.
86. N. G. Bastus, J. Comenge and V. Puntes, Langmuir, 2011, 27, 11098-11105.
87. J. Ustarroz, X. Ke, A. Hubin, S. Bals and H. Terryn, J. Phys. Chem. C, 2011, 116, 2322-2329.
88. J. Ustarroz, J. A. Hammons, T. Altantzis, A. Hubin, S. Bals and H. Terryn, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 11550-11561.
89. B. M. Quinn and S. G. Lemay, Adv. Mater., 2006, 18, 855-859.
90. J. Ustarroz, U. Gupta, A. Hubin, S. Bals and H. Terryn, Electrochem. Commun., 2010, 12, 1706-1709.
91. S. A. Hendricks, Y. T. Kim and A. J. Bard, J. Electrochem. Soc., 1992, 139, 2818-2824.
92. D. M. Schaefer, A. Patil, R. P. Andres and R. Reifenberger, Appl. Phys. Lett., 1993, 63, 1492-1494.
93. D. M. Schaefer, A. Ramachandra, R. P. Andres and R. Reifenberger, Z. Phys. D: At., Mol. Clusters, 1993, 26, 249-251.
94. H. V. Patten, E. Ventosa, A. Colina, V. Ruiz, J. López-Palacios, A. J. Wain, S. C. S. Lai, J. V. Macpherson and P. R. Unwin, J. Solid State Electrochem., 2011, 15, 2331-2339.
95. Y. Gimeno, A. H. Creus, P. Carro, S. Gonzalez, R. C. Salvarezza and A. J. Arvia, J. Phys. Chem. B, 2002, 106, 4232-4244.
96. T. Brülle and U. Stimming, J. Electroanal. Chem., 2009, 636, 10-17.
97. Y. S. Obeng and A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc., 1991, 113, 6279-6280.
98. H. Ma, L. Lee, P. A. Brooksby, S. A. Brown, S. J. Fraser, K. C. Gordon, Y. R. Leroux, P. Hapiot and A. J. Downard, J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 5820-5826.
99. K. J. Stevenson, P. A. Veneman, R. I. Gearba, K. M. Mueller, B. J. Holliday, T. Ohta and C. K. Chan, Faraday Discuss., 2014, DOI: 10.1039/c4fd00038b.
100. D. Izquierdo, A. Martinez, A. Heras, J. Lopez-Palacios, V. Ruiz, R. A. W. Dryfe and A. Colina, Anal. Chem., 2012, 84, 5723-5730.
101. A. Uehara, T. Hashimoto and R. A. W. Dryfe, Electrochim. Acta, 2014, 118, 26-32.
102. C. Johans, K. Kontturi and D. J. Schiffrin, J. Electroanal. Chem., 2002, 526, 29-35.
103. Y. Grunder, H. L. T. Ho, J. F. W. Mosselmans, S. L. M. Schroeder and R. A. W. Dryfe, Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 15681-15689.
104. F. Li, M. Edwards, J. Guo and P. R. Unwin, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 3553-3565.