Atomistic description of thiostannate-capped CdSe nanocrystals: Retention of four-coordinate SnS4 motif and preservation of Cd-rich stoichiometry

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 5, 2015, Pages 1862-1874

  Protesescu, Loredana ^a,b   Nachtegaal, Maarten ^d   Voznyy, Oleksandr ^e   Borovinskaya, Olga ^a   Rossini, Aaron J ^c   Emsley, Lyndon ^c   Copéret, Christophe ^a   Günther, Detlef ^a   Sargent, Edward H ^e   Kovalenko, Maksym V ^a,b  

^a ETH ZURICH   (Switzerland)

^b SWISS FEDERAL LABORATORIES FOR MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY   (Switzerland)

^c UNIVERSITÉ DE LYON   (France)

^d PAUL SCHERRER INSTITUTE   (Switzerland)

^e UNIVERSITY OF TORONTO   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING SITES; NANOCRYSTALS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; SOLID STATE DEVICES; STOICHIOMETRY; TIN; X RAY ABSORPTION; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

BUILDING BLOCKES; CDSE NANOCRYSTALS; COLLOIDAL SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS; H NMR SPECTROSCOPY; INORGANIC LIGANDS; INORGANIC SURFACES; LIGAND EXCHANGES; SOLID-STATE MATERIALS;

LIGANDS;

CADMIUM; CADMIUM SELENIDE; CARBOXYLIC ACID; LIGAND; NANOCRYSTAL; TANNIN;

ARTICLE; CONTROLLED STUDY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DIELECTRIC CONSTANT; INFRARED SPECTROSCOPY; PH; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; RAMAN SPECTROMETRY; SOLID STATE; STATIC ELECTRICITY; STOICHIOMETRY; SURFACE PROPERTY; SYNTHESIS; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 84922804739     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja510862c     Document Type: Article

References (106)

1. Talapin, D. V.; Lee, J.-S.; Kovalenko, M. V.; Shevchenko, E. V. Chem. Rev. 2009, 110, 389-458
2. Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706-8715
3. Yin, Y.; Alivisatos, A. P. Nature 2005, 437, 664-670
4. Guyot-Sionnest, P. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 1169-1175
5. Kramer, I. J.; Sargent, E. H. Chem. Rev. 2013, 114, 863-882
6. Gur, I.; Fromer, N. A.; Geier, M. L.; Alivisatos, A. P. Science 2005, 310, 462-465
7. Anikeeva, P. O.; Halpert, J. E.; Bawendi, M. G.; Bulović, V. Nano Lett. 2007, 7, 2196-2200
8. Caruge, J. M.; Halpert, J. E.; Wood, V.; Bulovic, V.; Bawendi, M. G. Nat. Photonics 2008, 2, 247-250
9. Keuleyan, S.; Lhuillier, E.; Brajuskovic, V.; Guyot-Sionnest, P. Nat. Photonics 2011, 5, 489-493
10. Clifford, J. P.; Konstantatos, G.; Johnston, K. W.; Hoogland, S.; Levina, L.; Sargent, E. H. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 40-44
11. Jong-Soo, L.; Kovalenko, M. V.; Jing, H.; Dae Sung, C.; Talapin, D. V. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 348-352
12. Sargent, E. H. Adv. Mater. 2008, 20, 3958-3964
13. Kovalenko, M. V.; Spokoyny, B.; Lee, J.-S.; Scheele, M.; Weber, A.; Perera, S.; Landry, D.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6686-6695
14. Ibanez, M.; Cadavid, D.; Zamani, R.; Garcia-Castello, N.; Izquierdo-Roca, V.; Li, W. H.; Fairbrother, A.; Prades, J. D.; Shavel, A.; Arbiol, J.; Perez-Rodriguez, A.; Morante, J. R.; Cabot, A. Chem. Mater. 2012, 24, 562-570
15. Wang, R. Y.; Feser, J. P.; Lee, J.-S.; Talapin, D. V.; Segalman, R.; Majumdar, A. Nano Lett. 2008, 8, 2283-2288
16. Ko, D.-K.; Kang, Y.; Murray, C. B. Nano Lett. 2011, 11, 2841-2844
17. Choi, J.-H.; Fafarman, A. T.; Oh, S. J.; Ko, D.-K.; Kim, D. K.; Diroll, B. T.; Muramoto, S.; Gillen, J. G.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. Nano Lett. 2012, 12, 2631-2638
18. Kim, D. K.; Lai, Y.; Diroll, B. T.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. Nat. Commun. 2012, 3, 1216
19. Koh, W. K.; Saudari, S. R.; Fafarman, A. T.; Kagan, C. R.; Murray, C. B. Nano Lett. 2011, 11, 4764-4767
20. Kovalenko, M. V.; Scheele, M.; Talapin, D. V. Science 2009, 324, 1417-1420
21. Kovalenko, M. V.; Bodnarchuk, M. I.; Zaumseil, J.; Lee, J.-S.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10085-10092
22. Nag, A.; Kovalenko, M. V.; Lee, J.-S.; Liu, W.; Spokoyny, B.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10612-10620
23. Ning, Z.; Dong, H.; Zhang, Q.; Voznyy, O.; Sargent, E. H. ACS Nano 2014, 8, 10321-10327
24. Zhang, H.; Jang, J.; Liu, W.; Talapin, D. V. ACS Nano 2014, 8, 7359-7369
25. Fafarman, A. T.; Koh, W. K.; Diroll, B. T.; Kim, D. K.; Ko, D. K.; Oh, S. J.; Ye, X. C.; Doan-Nguyen, V.; Crump, M. R.; Reifsnyder, D. C.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15753-15761
26. Llordes, A.; Hammack, A. T.; Buonsanti, R.; Tangirala, R.; Aloni, S.; Helms, B. A.; Milliron, D. J. J. Mater. Chem. 2011, 21, 11631-11638
27. Llordes, A.; Garcia, G.; Gazquez, J.; Milliron, D. J. Nature 2013, 500, 323-326
28. Dirin, D. N.; Dreyfuss, S.; Bodnarchuk, M. I.; Nedelcu, G.; Papagiorgis, P.; Itskos, G.; Kovalenko, M. V. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6550-6553
29. Doris, S. E.; Lynch, J. J.; Li, C.; Wills, A. W.; Urban, J. J.; Helms, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15702-15710
30. Rosen, E. L.; Buonsanti, R.; Llordes, A.; Sawvel, A. M.; Milliron, D. J.; Helms, B. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 684-689
31. Lee, J.-S.; Kovalenko, M. V.; Huang, J.; Chung, D. S.; Talapin, D. V. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 348-352
32. Chung, D. S.; Lee, J.-S.; Huang, J.; Nag, A.; Ithurria, S.; Talapin, D. V. Nano Lett. 2012, 12, 1813-1820
33. Oh, S. J.; Berry, N. E.; Choi, J.-H.; Gaulding, E. A.; Lin, H.; Paik, T.; Hong, S.-H.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. ACS Nano 2013, 7, 2413-2421
34. Oh, S. J.; Berry, N. E.; Choi, J.-H.; Gaulding, E. A.; Lin, H.; Paik, T.; Diroll, B. T.; Muramoto, S.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. Nano Lett. 2014, 14, 1559-1566
35. Liu, W.; Lee, J.-S.; Talapin, D. V. J. Am. Soc. Chem. 2013, 135, 1349-1357
36. Jang, J.; Liu, W.; Son, J. S.; Talapin, D. V. Nano Lett. 2014, 14, 653-662
37. Munro, A. M.; Jen-La Plante, I.; Ng, M. S.; Ginger, D. S. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6220-6227
38. Yakunin, S.; Dirin, D. N.; Protesescu, L.; Sytnyk, M.; Tollabimazraehno, S.; Humer, M.; Hackl, F.; Fromherz, T.; Bodnarchuk, M. I.; Kovalenko, M. V.; Heiss, W. ACS Nano 2014, 8, 12883-12894
39. Nag, A.; Chung, D. S.; Dolzhnikov, D. S.; Dimitrijevic, N. M.; Chattopadhyay, S.; Shibata, T.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13604-13615
40. Kravchyk, K.; Protesescu, L.; Bodnarchuk, M. I.; Krumeich, F.; Yarema, M.; Walter, M.; Guntlin, C.; Kovalenko, M. V. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4199-4202
41. Jiang, C.; Lee, J.-S.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5010-5013
42. Liao, J. H.; Varotsis, C.; Kanatzidis, M. G. Inorg. Chem. 1993, 32, 2453-2462
43. Ning, Z.; Voznyy, O.; Pan, J.; Hoogland, S.; Adinolfi, V.; Xu, J.; Li, M.; Kirmani, A. R.; Sun, J.-P.; Minor, J.; Kemp, K. W.; Dong, H.; Rollny, L.; Labelle, A.; Carey, G.; Sutherland, B.; Hill, I. G.; Amassian, A.; Liu, H.; Tang, J.; Bakr, O. M.; Sargent, E. H. Nat. Mater. 2014, 13, 822-828
44. Wang, R. Y.; Tangirala, R.; Raoux, S.; Jordan-Sweet, J. L.; Milliron, D. J. Adv. Mater. 2012, 24, 99-103
45. Kovalenko, M. V.; Schaller, R. D.; Jarzab, D.; Loi, M. A.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2457-2460
46. Gargas, D. J.; Chan, E. M.; Ostrowski, A. D.; Aloni, S.; Altoe, M. V. P.; Barnard, E. S.; Sanii, B.; Urban, J. J.; Milliron, D. J.; Cohen, B. E.; Schuck, P. J. Nat. Nano 2014, 9, 300-305
47. Tang, J.; Kemp, K. W.; Hoogland, S.; Jeong, K. S.; Liu, H.; Levina, L.; Furukawa, M.; Wang, X.; Debnath, R.; Cha, D.; Chou, K. W.; Fischer, A.; Amassian, A.; Asbury, J. B.; Sargent, E. H. Nat. Mater. 2011, 10, 765-771
48. Ning, Z.; Ren, Y.; Hoogland, S.; Voznyy, O.; Levina, L.; Stadler, P.; Lan, X.; Zhitomirsky, D.; Sargent, E. H. Adv. Mater. 2012, 24, 6295-6299
49. Ip, A. H.; Thon, S. M.; Hoogland, S.; Voznyy, O.; Zhitomirsky, D.; Debnath, R.; Levina, L.; Rollny, L. R.; Carey, G. H.; Fischer, A.; Kemp, K. W.; Kramer, I. J.; Ning, Z.; Labelle, A. J.; Chou, K. W.; Amassian, A.; Sargent, E. H. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 577-582
50. Katsiev, K.; Ip, A. H.; Fischer, A.; Tanabe, I.; Zhang, X.; Kirmani, A. R.; Voznyy, O.; Rollny, L. R.; Chou, K. W.; Thon, S. M.; Carey, G. H.; Cui, X.; Amassian, A.; Dowben, P.; Sargent, E. H.; Bakr, O. M. Adv. Mater. 2013, 26, 937-942
51. Bae, W. K.; Joo, J.; Padilha, L. A.; Won, J.; Lee, D. C.; Lin, Q.; Koh, W.-K.; Luo, H.; Klimov, V. I.; Pietryga, J. M. J. Am. Soc. Chem. 2012, 134, 20160-20168
52. Anderson, N. C.; Hendricks, M. P.; Choi, J. J.; Owen, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18536-18548
53. Anderson, N. C.; Owen, J. S. Chem. Mater. 2013, 25, 69-76
54. Owen, J. S.; Park, J.; Trudeau, P.-E.; Alivisatos, A. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12279-12281
55. Chuang, C.-H. M.; Brown, P. R.; Bulović, V.; Bawendi, M. G. Nat. Mater. 2014, 13, 796-801
56. Zhitomirsky, D.; Voznyy, O.; Levina, L.; Hoogland, S.; Kemp, K. W.; Ip, A. H.; Thon, S. M.; Sargent, E. H. Nat. Commun. 2014, 5, 3803
57. Voznyy, O.; Sargent, E. Phys. Rev. Lett. 2014, 112, 157401
58. Chen, O.; Chen, X.; Yang, Y.; Lynch, J.; Wu, H.; Zhuang, J.; Cao, Y. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8638-8641
59. Larsen, F. H.; Skibsted, J.; Jakobsen, H. J.; Nielsen, N. C. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7080-7086
60. Lefort, R.; Wiench, J. W.; Pruski, M.; Amoureux, J. P. J. Chem. Phys. 2002, 116, 2493-2501
61. Ravel, B.; Newville, M. J. Synchrotron Radiat. 2005, 12, 537-541
62. Zabinsky, S. I.; Rehr, J. J.; Ankudinov, A.; Albers, R. C.; Eller, M. J. Phys. Rev. B 1995, 52, 2995-3009
63. Jasieniak, J.; Smith, L.; van Embden, J.; Mulvaney, P.; Califano, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 19468-19474
64. Yu, W. W.; Qu, L. H.; Guo, W. Z.; Peng, X. G. Chem. Mater. 2003, 15, 2854-2860
65. VandeVondele, J.; Krack, M.; Mohamed, F.; Parrinello, M.; Chassaing, T.; Hutter, J. Comput. Phys. Commun. 2005, 167, 103-128
66. Lippert, B. G.; Parrinello, J. H.; Michele Mol. Phys. 1997, 92, 477-488
67. Hartwigsen, C.; Goedecker, S.; Hutter, J. Phys. Rev. B 1998, 58, 3641-3662
68. VandeVondele, J.; Hutter, J. J. Chem. Phys. 2007, 127, 114105
69. Voznyy, O.; Zhitomirsky, D.; Stadler, P.; Ning, Z.; Hoogland, S.; Sargent, E. H. ACS Nano 2012, 6, 8448-8455
70. Fritzinger, B.; Moreels, I.; Lommens, P.; Koole, R.; Hens, Z.; Martins, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3024-3032
71. Chen, O.; Yang, Y.; Wang, T.; Wu, H.; Niu, C.; Yang, J.; Cao, Y. C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17504-17512
72. Schiwy, V. B. k. u. W. Z. Anorg. Allg. Chem. 1973, 63-71, 398
73. Krebs, B.; Pohl, S.; Schiwy, W. Z. Anorg. Allg. Chem. 1972, 393, 241-252
74. Schiwy, W.; Pohl, S.; Krebs, B. Z. Anorg. Allg. Chem. 1973, 402, 77-86
75. Krebs, B.; Pohl, S.; Schiwy, W. Angew. Chem., Int. Ed. 1970, 9, 897-898
76. Rangan, K. K.; Trikalitis, P. N.; Canlas, C.; Bakas, T.; Weliky, D. P.; Kanatzidis, M. G. Nano Lett. 2002, 2, 513-517
77. Ruzin, E.; Zent, E.; Matern, E.; Massa, W.; Dehnen, S. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 5230-5244
78. Heine, J.; Dehnen, S. Z. Anorg. Allg. Chem. 2012, 638, 2425-2440
79. Manson, J. I. Multinuclear NMR; Plenum Publishing Corporation: New York, 1987; Vol. 1.
80. Burns, R. C.; Devereux, L. A.; Granger, P.; Schrobilgen, G. J. Inorg. Chem. 1985, 24, 2615-2624
81. Campbell, J.; Devereux, L. A.; Gerken, M.; Mercier, H. P. A.; Pirani, A. M.; Schrobilgen, G. J. Inorg. Chem. 1996, 35, 2945-2962
82. Huffman, J. C.; Haushalter, J. P.; Umarji, A. M.; Shenoy, G. K.; Haushalter, R. C. Inorg. Chem. 1984, 23, 2312-2315
83. Rudolph, R. W.; Wilson, W. L.; Taylor, R. C. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2480-2481
84. Teller, R. G.; Krause, L. J.; Haushalter, R. C. Inorg. Chem. 1983, 22, 1809-1812
85. Trikalitis, P. N.; Bakas, T.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3910-3920
86. Multinuclear NMR; Mason, J., Ed.; Plenum Press: New York, 1987.
87. Mundus, C.; Taillades, G.; Pradel, A.; Ribes, M. Solid State Nucl. Magn. Reson. 1996, 7, 141-146
88. Gay, I. D.; Jones, C. H. W.; Sharma, R. D. J. Magn. Reson. 1989, 84, 501-514
89. Pienack, N.; Naether, C.; Bensch, W. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 937-946
90. Yang, W.; Duan, H.-S.; Cha, K. C.; Hsu, C.-J.; Hsu, W.-C.; Zhou, H.; Bob, B.; Yang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6915-6920
91. Tomaselli, M.; Yarger, J. L.; Bruchez, M., Jr.; Havlin, R. H.; deGraw, D.; Pines, A.; Alivisatos, A. P. J. Chem. Phys. 1999, 110, 8861-8864
92. Berrettini, M. G.; Braun, G.; Hu, J. G.; Strouse, G. F. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7063-7070
93. Blanc, F.; Coperet, C.; Lesage, A.; Emsley, L. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 518-526
94. Reven, L. J. Mol. Catal. 1994, 86, 447-477
95. Larsen, F. H.; Jakobsen, H. J.; Ellis, P. D.; Nielsen, N. C. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 8597-8606
96. Trebosc, J.; Wiench, J. W.; Huh, S.; Lin, V. S. Y.; Pruski, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7587-7593
97. Loyingood, D. D.; Achey, R.; Paravastu, A. K.; Strouse, G. F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3344-3354
98. Hyun, B.-R.; Bartnik, A. C.; Koh, W.-k.; Agladze, N. I.; Wrubel, J. P.; Sievers, A. J.; Murray, C. B.; Wise, F. W. Nano Lett. 2011, 11, 2786-2790
99. Løver, T.; Bowmaker, G. A.; Seakins, J. M.; Cooney, R. P. Chem. Mater. 1997, 9, 967-975
100. Tschirner, N.; Lange, H.; Schliwa, A.; Biermann, A.; Thomsen, C.; Lambert, K.; Gomes, R.; Hens, Z. Chem. Mater. 2012, 24, 311-318
101. Kotkata, M. F.; Masoud, A. E.; Mohamed, M. B.; Mahmoud, E. A. Physica E 2009, 41, 640-645
102. Li, J. J.; Wang, Y. A.; Guo, W.; Keay, J. C.; Mishima, T. D.; Johnson, M. B.; Peng, X. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12567-12575
103. Goel, R. G. Spectrochim. Acta, Part A 1981, 37, 557-558
104. Jalilehvand, F.; Mah, V.; Leung, B. O.; Janos, M.; Bernard, G. M.; Laszlo, H. Inorg. Chem. 2009, 48, 4219-4230
105. Cordones, A. A.; Scheele, M.; Alivisatos, A. P.; Leone, S. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18366-18373
106. Puzder, A.; Williamson, A.; Gygi, F.; Galli, G. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 217401