Atomically precise metal nanoclusters: Stable sizes and optical properties

Nanoscale

Volumn 7, Issue 5, 2015, Pages 1549-1565

  Jin, Rongchao ^a  

^a CARNEGIE MELLON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FIBER OPTIC SENSORS; GOLD NANOCLUSTERS; LIGHT ABSORPTION; METAL NANOPARTICLES; MULTILAYERS; NANOCLUSTERS; OPTICAL PROPERTIES; PHOSPHORUS COMPOUNDS; PLASMONIC NANOPARTICLES; PLASMONICS; STRUCTURAL PROPERTIES;

FUNDAMENTAL RESEARCH; HIGH SURFACE-TO-VOLUME RATIO; PROTECTED GOLD NANOCLUSTERS; QUANTUM SIZE EFFECTS; STRUCTURAL DETERMINATION; STRUCTURE PROPERTY RELATIONSHIPS; TECHNOLOGICAL APPLICATIONS; THEORETICAL SIMULATION;

GOLD NANOPARTICLES;

EID: 84921765576     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4nr05794e     Document Type: Review

References (143)

1. H. Qian, M. Zhu, Z. Wu and R. Jin, Acc. Chem. Res., 2012, 45, 1470-1479.
2. P. Maity, S. Xie, M. Yamauchi and T. Tsukuda, Nanoscale, 2012, 4, 4027-4037.
3. D.-e. Jiang, Nanoscale, 2013, 5, 7149-7160.
4. G. Li and R. Jin, Acc. Chem. Res., 2013, 46, 1749-1758.
5. R. Jin, Nanoscale, 2010, 2, 343-362.
6. I. Russier-Antoine, F. Bertorelle, M. Vojkovic, D. Rayane, E. Salmon, C. Jonin, P. Dugourd, R. Antoine and P.-F. Breveta, Nanoscale, 2014, 6, 13572-13578.
7. R. Philip, P. Chantharasupawong, H. Qian, R. Jin and J. Thomas, Nano Lett., 2012, 12, 4661-4667.
8. G. Ramakrishna, O. Varnavski, J. Kim, D. Lee and T. Goodson, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 5032-5033.
9. L. Polavarapu, M. Manna and Q.-H. Xu, Nanoscale, 2011, 3, 429-434.
10. M. S. Devadas, S. Bairu, H. Qian, E. Sinn, R. Jin and G. Ramakrishna, J. Phys. Chem. Lett., 2011, 2, 2752-2758.
11. R. L. Whetten, J. T. Khoury, M. M. Alvarez, S. Murthy, I. Vezmar, Z. L. Wang, P. W. Stephens, C. L. Cleveland, W. D. Luedtke and U. Landman, Adv. Mater., 1996, 8, 428-433.
12. T. G. Schaaff, G. Knight, M. N. Shafigullin, R. F. Borkman and R. L. Whetten, J. Phys. Chem. B, 1998, 102, 10643-10646.
13. T. G. Schaaff, M. N. Shafigullin, J. T. Khoury, I. Vezmar and R. L. Whetten, J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 8785-8796.
14. R. C. Price and R. L. Whetten, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 13750-13751.
15. R. B. Wyrwas, M. M. Alvarez, J. T. Khoury, R. C. Price, T. G. Schaaff and R. L. Whetten, Eur. Phys. J. D, 2007, 43, 91.
16. Y. Negishi, K. Nobusada and T. Tsukuda, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 5261-5270.
17. J. B. Tracy, G. Kalyuzhny, M. C. Crowe, R. Balasubramanian, J.-P. Choi and R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 6706-6707.
18. M. Zhu, E. Lanni, N. Garg, M. E. Bier and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 1138-1139.
19. Z. Wu, J. Suhan and R. Jin, J. Mater. Chem., 2009, 19, 622-626.
20. H. Qian, Y. Zhu and R. Jin, ACS Nano, 2009, 3, 3795-3803.
21. H. Qian and R. Jin, Nano Lett., 2009, 9, 4083-4087.
22. R. Jin, H. Qian, Z. Wu, Y. Zhu, M. Zhu, A. Mohanty and N. Garg, J. Phys. Chem. Lett., 2010, 1, 2903-2910.
23. C. Zeng, H. Qian, T. Li, G. Li, N. L. Rosi, B. Yoon, R. N. Barnett, R. L. Whetten, U. Landman and R. Jin, Angew. Chem., Int. Ed., 2012, 51, 13114-13118.
24. P. D. Jadzinsky, G. Calero, C. J. Ackerson, D. A. Bushnell and R. D. Kornberg, Science, 2007, 318, 430-433.
25. M. W. Heaven, A. Dass, P. S. White, K. M. Holt and R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 3754-3755.
26. M. Zhu, C. M. Aikens, F. J. Hollander, G. C. Schatz and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 5883-5885.
27. H. Qian, W. T. Eckenhoff, Y. Zhu, T. Pintauer and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 8280-8281.
28. A. Das, T. Li, K. Nobusada, C. Zeng, N. L. Rosi and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 18264-18267.
29. C. Zeng, Y. Chen, G. Li and R. Jin, Chem. Mater., 2014, 26, 2635-2641.
30. G. Li, C. Zeng and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 3673-3679.
31. H. Qian, Y. Zhu and R. Jin, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2012, 109, 696-700.
32. R. Hamouda, F. Bertorelle, D. Rayane, R. Antoine, M. Broyer and P. Dugourd, Int. J. Mass Spectrom., 2013, 335, 1-6.
33. Q. Yao, Y. Yu, X. Yuan, Y. Yu, J. Xie and J. Y. Lee, Small, 2013, 9, 2696-2701.
34. E. S. Shibu and T. Pradeep, Chem. Mater., 2011, 23, 989-999.
35. D.-e. Jiang, S. H. Overbury and S. Dai, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 8786-8789.
36. A. Tlahuice-Flores, M. Jose-Yacaman and R. L. Whetten, Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 19557-19560.
37. Y. Yu, X. Chen, Q. Yao, Y. Yu, N. Yan and J. Xie, Chem. Mater., 2013, 25, 946-952.
38. G. Li, D.-e. Jiang, S. Kumar, Y. Chen and R. Jin, ACS Catal., 2014, 4, 2463-2469.
39. A. Ghosh, T. Udayabhaskararao and T. Pradeep, J. Phys. Chem. Lett., 2012, 3, 1997-2002.
40. Q. Xu, S. Wang, Z. Liu, G. Xu, X. Meng and M. Zhu, Nanoscale, 2013, 5, 1176-1182.
41. A. Tlahuice and I. L. Garzon, Phys. Chem. Chem. Phys., 2012, 14, 3737-3740.
42. M. Zhu, H. Qian and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 7220-7221.
43. X. Zhu, S. Jin, S. Wang, X. Meng, C. Zhu, M. Zhu and R. Jin, Chem. - Asian J., 2013, 8, 2739-2745.
44. Y. Pei, Y. Gao, N. Shao and X. C. Zeng, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 13619-13621.
45. M. Zhou, S. Vdović, S. Long, M. Zhu, L. Yan, Y. Wang, Y. Niu, X. Wang, Q. Guo, R. Jin and A. Xia, J. Phys. Chem. A, 2013, 117, 10294-10303.
46. C. Zeng, C. Liu, Y. Chen, N. L. Rosi and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 11922-11925.
47. M. Hesari and M. S. Workentin, J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 3631-3638.
48. M. A. Muhammed, P. K. Verma, S. K. Pal, R. C. Kumar, S. Paul, R. V. Omkumar and T. Pradeep, Chem. - Eur. J., 2009, 15, 10110-10120.
49. M. Zhu, H. Qian and R. Jin, J. Phys. Chem. Lett., 2010, 1, 1003-1007.
50. A. Das, T. Li, G. Li, K. Nobusada, C. Zeng, N. L. Rosi and R. Jin, Nanoscale, 2014, 6, 6458-6462.
51. Y. Pei, R. Pal, C. Liu, Y. Gao, Z. Zhang and X. C. Zeng, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 3015-3024.
52. Y. Song, S. Wang, J. Zhang, X. Kang, S. Chen, P. Li, H. Sheng and M. Zhu, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 2963-2965.
53. R. L. Donkers, D. Lee and R. W. Murray, Langmuir, 2004, 20, 1945-1952.
54. J. F. Parker, C. A. Fields-Zinna and R. W. Murray, Acc. Chem. Res., 2010, 43, 1289-1296.
55. M. Zhu, W. T. Eckenhoff, T. Pintauer and R. Jin, J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 14221-14224.
56. M. Zhu, C. M. Aikens, M. P. Hendrich, R. Gupta, H. Qian, G. C. Schatz and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 2490-2492.
57. A. Venzo, S. Antonello, J. A. Gascón, I. Guryanov, R. D. Leapman, N. V. Perera, A. Sousa, M. Zamuner, A. Zanella and F. Maran, Anal. Chem., 2011, 83, 6355-6362.
58. Z. Liu, M. Zhu, X. Meng, G. Xu and R. Jin, J. Phys. Chem. Lett., 2011, 2, 2104-2109.
59. T. Dainese, S. Antonello, J. A. Gascón, F. Pan, N. V. Perera, M. Ruzzi, A. Venzo, A. Zoleo, K. Rissanen and F. Maran, ACS Nano, 2014, 8, 3904-3912.
60. (a) J. Zheng, C. Zhou, M. Yu and J. Liu, Nanoscale, 2012, 4, 4073-4083;
61. (b) O. A. Wong, R. J. Hansen, T. W. Ni, C. L. Heinecke, W. S. Compel, D. L. Gustafson and C. J. Ackerson, Nanoscale, 2013, 5, 10525-10533.
62. B. Adhikari and A. Banerjee, Chem. Mater., 2010, 22, 4364-4371.
63. S. Kumar and R. Jin, Nanoscale, 2012, 4, 4222-4227.
64. Z. Wu and R. Jin, Nano Lett., 2010, 10, 2568-2573.
65. C. Zeng, T. Li, A. Das, N. L. Rosi and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 10011-10013.
66. S. Knoppe, R. Azoulay, A. Dass and T. Bürgi, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 20302-20305.
67. (a) D. Crasto and A. Dass, J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 22094-22097;
68. (b) D. Crasto, S. Malola, G. Brosofsky, A. Dass and H. Häkkinen, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 5000-5005;
69. (c) H. Yang, Y. Wang, A. J. Edwards, J. Yana and N. Zheng, Chem. Commun., 2014, 50, 14325-14327.
70. C. Zeng, C. Liu, Y. Pei and R. Jin, ACS Nano, 2013, 7, 6138-6145.
71. A. Das, C. Liu, C. Zeng, G. Li, T. Li, N. L. Rosi and R. Jin, J. Phys. Chem. A, 2014, 118, 8264-8269.
72. R. Guo, Y. Song, G. L. Wang and R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 2752-2757.
73. C. A. Fields-Zinna, J. F. Parker and R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 17193-17198.
74. S. Si, C. Gautier, J. Boudon, R. Taras, S. Gladiali and T. Burgi, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 12966-12969.
75. S. Knoppe, A. C. Dharmaratne, E. Schreiner, A. Dass and T. Burgi, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 16783-16789.
76. P. R. Nimmala and A. Dass, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 9175-9177.
77. N. K. Chaki, Y. Negishi, H. Tsunoyama, Y. Shichibu and T. Tsukuda, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 8608-8610.
78. H. Qian, M. Zhu, U. N. Andersen and R. Jin, J. Phys. Chem. A, 2009, 113, 4281-4284.
79. D. Stellwagen, A. Weber, G. L. Bovenkamp, R. C. Jin, J. H. Bitter and C. S. S. R. Kumar, RSC Adv., 2012, 2, 2276-2283.
80. H. Qian, C. Liu and R. Jin, Sci. China: Chem., 2012, 55, 2359-2365.
81. H. Qian, Y. Zhu and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 4583-4585.
82. S. Knoppe, J. Boudon, I. Dolamic, A. Dass and T. Burgi, Anal. Chem., 2011, 83, 5056-5061.
83. C. Zeng, Y. Chen, G. Li and R. Jin, Chem. Commun., 2014, 50, 55-57.
84. D.-e. Jiang, M. Walter and J. Akola, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 15883-15889.
85. Y. Pei, S. Lin, J. Su and C. Liu, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 19060-19063.
86. G. Schmid, R. Pfeil, R. Boese, F. Bandermann, S. Meyer, G. H. M. Calis and W. A. Vandervelden, Chem. Ber., 1981, 114, 3634-3642.
87. G. Schmid, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, 1909-1930.
88. H. Tsunoyama, Y. Negishi and T. Tsukuda, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 6036-6037.
89. R. Tsunoyama, H. Tsunoyama, P. Pannopard, J. Limtrakul and T. Tsukuda, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 16004-16009.
90. H. Qian and R. Jin, Chem. Commun., 2011, 47, 11462-11464.
91. P. R. Nimmala, B. Yoon, R. L. Whetten, U. Landman and A. Dass, J. Phys. Chem. A, 2013, 117, 504-517.
92. Y. Levi-Kalisman, P. D. Jadzinsky, N. Kalisman, H. Tsunoyama, T. Tsukuda, D. A. Bushnell and R. D. Kornberg, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 2976-2983.
93. Y. Negishi, C. Sakamoto, T. Ohyama and T. Tsukuda, J. Phys. Chem. Lett., 2012, 3, 1624-1628.
94. Z. Tang, D. A. Robinson, N. Bokossa, B. Xu, S. Wang and G. Wang, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 16037-16044.
95. H. Qian and R. Jin, Chem. Mater., 2011, 23, 2209-2217.
96. J. Koivisto, K. Salorinne, S. Mustalahti, T. Lahtinen, S. Malola, H. Häkkinen and M. Pettersson, J. Phys. Chem. Lett., 2014, 5, 387-392.
97. C. Yi, M. A. Tofanelli, C. J. Ackerson and K. L. Knappenberger, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 18222-18228.
98. C. Kumara and A. Dass, Anal. Chem., 2014, 86, 4227-4232.
99. Y. Kamei, Y. Shichibu and K. Konishi, Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50, 7442-7445.
100. N. Kobayashi, Y. Kamei, Y. Shichibu and K. Konishi, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 16078-16081.
101. Y. Shichibu, M. Zhang, Y. Kamei and K. Konishi, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 12892-12895.
102. Y. Shichibu and K. Konishi, Inorg. Chem., 2013, 52, 6570-6575.
103. Y. Shichibu and K. Konishi, Small, 2010, 6, 1216-1220.
104. X.-K. Wan, Z.-W. Lin and Q.-M. Wang, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 14750-14752.
105. J. Chen, Q.-F. Zhang, T. A. Bonaccorso, P. G. Williard and L.-S. Wang, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 92-95.
106. X.-K. Wan, S.-F. Yuan, Z.-W. Lin and Q.-M. Wang, Angew. Chem., Int. Ed., 2014, 53, 2923-2926.
107. J. Chen, Q.-F. Zhang, P. G. Williard and L.-S. Wang, Inorg. Chem., 2014, 53, 3932-3934.
108. Y. Shichibu, Y. Negishi, T. Watanabe, N. K. Chaki, H. Kawaguchi and T. Tsukuda, J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 7845-7847.
109. H. Qian, W. T. Eckenhoff, M. E. Bier, T. Pintauer and R. Jin, Inorg. Chem., 2011, 50, 10735-10739.
110. A. Das, T. Li, K. Nobusada, Q. Zeng, N. L. Rosi and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 20286-20289.
111. O. M. Bakr, V. Amendola, C. M. Aikens, W. Wenseleers, R. Li, L. D. Negro, G. C. Schatz and F. Stellacci, Angew. Chem., Int. Ed., 2009, 48, 5921-5926.
112. K. M. Harkness, Y. Tang, A. Dass, J. Pan, N. Kothalawala, V. J. Reddy, D. E. Cliffel, B. Demeler, F. Stellacci, O. M. Bakr and J. A. McLean, Nanoscale, 2012, 4, 4269-4274.
113. H. Yang, Y. Wang, H. Huang, L. Gell, L. Lehtovaara, S. Malola, H. Häkkinen and N. Zheng, Nat. Commun., 2013, 4, 2422.
114. A. Desireddy, B. E. Conn, J. Guo, B. Yoon, R. N. Barnett, B. M. Monahan, K. Kirschbaum, W. P. Griffith, R. L. Whetten, U. Landman and T. P. Bigioni, Nature, 2013, 501, 399-402.
115. I. Chakraborty, W. Kurashige, K. Kanehira, L. Gell, H. Häkkinen, Y. Negishi and T. Pradeep, J. Phys. Chem. Lett., 2013, 4, 3351-3355.
116. J. Guo, S. Kumar, M. Bolan, A. Desireddy, T. P. Bigioni and W. P. Griffith, Anal. Chem., 2012, 84, 5304-5308.
117. F. Bertorelle, R. Hamouda, D. Rayane, M. Broyer, R. Antoine, P. Dugourd, L. Gell, A. Kulesza, R. Mitrić and V. Bonačić-Koutecký, Nanoscale, 2013, 5, 5637-5643.
118. S. Kumar, M. D. Bolan and T. P. Bigioni, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 13141-13143.
119. A. Baksi, M. S. Bootharaju, X. Chen, H. Häkkinen and T. Pradeep, J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 21722-21729.
120. T. U. B. Rao, B. Nataraju and T. Pradeep, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 16304-16307.
121. Z. Wu, E. Lanni, W. Chen, M. E. Bier, D. Ly and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 16672-16674.
122. J. Ji, G. Wang, T. Wang, X. You and X. Xu, Nanoscale, 2014, 6, 9185-9191.
123. A. Dass, A. Stevenson, G. R. Dubay, J. B. Tracy and R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 5940-5946.
124. D. Jiang and R. L. Whetten, Phys. Rev. B: Condens. Matter, 2009, 80, 115402-115405.
125. Y. Negishi, T. Iwai and M. Ide, Chem. Commun., 2010, 46, 4713-4715.
126. Y. Negishi, W. Kurashige, Y. Niihori, T. Iwasa and K. Nobusada, Phys. Chem. Chem. Phys., 2010, 12, 6219-6225.
127. C. Kumara and A. Dass, Nanoscale, 2011, 3, 3064-3067.
128. Y. Negishi, K. Igarashi, K. Munakata, W. Ohgake and K. Nobusada, Chem. Commun., 2012, 48, 660-662.
129. C. Kumara and A. Dass, Nanoscale, 2012, 4, 4084-4086.
130. Y. Negishi, K. Munakata, W. Ohgake and K. Nobusada, J. Phys. Chem. Lett., 2012, 3, 2209-2214.
131. H. Qian, D.-e. Jiang, G. Li, C. Gayathri, A. Das, R. R. Gil and R. Jin, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 16159-16162.
132. E. Gottlieb, H. Qian and R. Jin, Chem. - Eur. J., 2013, 19, 4238-4243.
133. S. Wang, X. Meng, A. Das, T. Li, Y. Song, T. Cao, X. Zhu, M. Zhu and R. Jin, Angew. Chem., Int. Ed., 2014, 53, 2376-2380.
134. R. Jin and K. Nobusada, Nano Res., 2014, 7, 285-300.
135. H. Yang, Y. Wang, J. Yan, X. Chen, X. Zhang, H. Häkkinen and N. Zheng, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 7197-7200.
136. G. Li, H. Qian and R. Jin, Nanoscale, 2012, 4, 6714-6717.
137. G. Li, C. Liu, Y. Lei and R. Jin, Chem. Commun., 2012, 48, 12005-12007.
138. G. Li, D.-e. Jiang, C. Liu, C. Yu and R. Jin, J. Catal., 2013, 306, 177-183.
139. (a) N. Sakai and T. Tatsuma, Adv. Mater., 2010, 22, 3185-3188;
140. (b) C. Yu, G. Li, S. Kumar, H. Kawasaki and R. Jin, J. Phys. Chem. Lett., 2013, 4, 2847-2852.
141. K. G. Stamplecoskie and P. V. Kamat, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 11093-11099.
142. Z. Luo, X. Yuan, Y. Yu, Q. Zhang, D. T. Leong, J. Y. Lee and J. Xie, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 16662-16670.
143. Y. Yu, Z. Luo, D. M. Chevrier, D. T. Leong, P. Zhang, D.-e. Jiang and J. Xie, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 1246-1249.