Atomic-scale derivatives of solid-state materials

Chemistry of Materials

Volumn 27, Issue 10, 2015, Pages 3549-3559

  Li, Tianyang ^a   Goldberger, Joshua E ^a  

^a OHIO STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; CRYSTAL STRUCTURE; FIELD EFFECT TRANSISTORS; LIGHT EMISSION; PHOTOVOLTAIC EFFECTS;

ATOMIC SCALE; LIGHT-EMITTING PHOSPHORS; ORGANIC COMPONENTS; PHOTOVOLTAICS; SOLID-STATE CRYSTALS; SOLID-STATE MATERIALS; THIN FILM FIELD EFFECT TRANSISTORS;

CRYSTAL ATOMIC STRUCTURE;

EID: 84930226709     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b00691     Document Type: Review

References (113)

1. Brus, L. J. Phys. Chem. 1986, 90, 2555-2560
2. Iijima, S. Nature 1991, 354, 56-58
3. Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706-8715
4. Alivisatos, A. P. Science 1996, 271, 933-937
5. Adams, D. M.; Brus, L.; Chidsey, C. E. D.; Creager, S.; Creutz, C.; Kagan, C. R.; Kamat, P. V.; Lieberman, M.; Lindsay, S.; Marcus, R. A.; Metzger, R. M.; Michel-Beyerle, M. E.; Miller, J. R.; Newton, M. D.; Rolison, D. R.; Sankey, O.; Schanze, K. S.; Yardley, J.; Zhu, X. Y. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6668-6697
6. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669
7. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805-136808
8. Huang, M. H.; Mao, S.; Feick, H.; Yan, H. Q.; Wu, Y. Y.; Kind, H.; Weber, E.; Russo, R.; Yang, P. D. Science 2001, 292, 1897-1899
9. Splendiani, A.; Sun, L.; Zhang, Y. B.; Li, T. S.; Kim, J.; Chim, C. Y.; Galli, G.; Wang, F. Nano Lett. 2010, 10, 1271-1275
10. Balandin, A. A.; Ghosh, S.; Bao, W. Z.; Calizo, I.; Teweldebrhan, D.; Miao, F.; Lau, C. N. Nano Lett. 2008, 8, 902-907
11. Kind, H.; Yan, H. Q.; Messer, B.; Law, M.; Yang, P. D. Adv. Mater. 2002, 14, 158-160
12. Lal, S.; Link, S.; Halas, N. J. Nat. Photonics 2007, 1, 641-648
13. Wolf, S. A.; Awschalom, D. D.; Buhrman, R. A.; Daughton, J. M.; von Molnar, S.; Roukes, M. L.; Chtchelkanova, A. Y.; Treger, D. M. Science 2001, 294, 1488-1495
14. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147-150
15. Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699-712
16. Stoller, M. D.; Park, S. J.; Zhu, Y. W.; An, J. H.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2008, 8, 3498-3502
17. Long, J. R.; McCarty, L. S.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4603-4616
18. Huang, X. Y.; Li, J.; Fu, H. X. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8789-8790
19. Huang, X.; Li, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3157-3162
20. Liu, Y. H.; Porter, S. H.; Goldberger, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5044-5047
21. Li, T.; Liu, Y.-H.; Porter, S.; Goldberger, J. E. Chem. Mater. 2013, 25, 1477-1479
22. Pak, C.; Kamali, S.; Pham, J.; Lee, K.; Greenfield, J. T.; Kovnir, K. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 19111-19114
23. Zhang, X.; Hejazi, M.; Thiagarajan, S. J.; Woerner, W. R.; Banerjee, D.; Emge, T. J.; Xu, W.; Teat, S. J.; Gong, Q.; Safari, A.; Yang, R.; Parise, J. B.; Li, J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17401-17407
24. Li, T.; Liu, Y.-H.; Chitara, B.; Goldberger, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2986-2989
25. Tulsky, E. G.; Long, J. R. Chem. Mater. 2001, 13, 1149-1166
26. Morris, C. D.; Li, H.; Jin, H.; Malliakas, C. D.; Peters, J. A.; Trikalitis, P. N.; Freeman, A. J.; Wessels, B. W.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2013, 25, 3344-3356
27. Fang, L.; Iyer, R. G.; Tan, G.; West, D. J.; Zhang, S.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11079-11084
28. Feynman, R. P.; Leighton, R. B.; Sands, M. The Feynman Lectures on Physics; Basic Books: 2013; Desktop edition, Vol. I.
29. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Katsnelson, M. I.; Grigorieva, I. V.; Dubonos, S. V.; Firsov, A. A. Nature 2005, 438, 197-200
30. Zhang, Y. B.; Tan, Y. W.; Stormer, H. L.; Kim, P. Nature 2005, 438, 201-204
31. Bernevig, B. A.; Hughes, T. L.; Zhang, S. C. Science 2006, 314, 1757-1761
32. Konig, M.; Wiedmann, S.; Brune, C.; Roth, A.; Buhmann, H.; Molenkamp, L. W.; Qi, X. L.; Zhang, S. C. Science 2007, 318, 766-770
33. Reyren, N.; Thiel, S.; Caviglia, A. D.; Kourkoutis, L. F.; Hammerl, G.; Richter, C.; Schneider, C. W.; Kopp, T.; Ruetschi, A. S.; Jaccard, D.; Gabay, M.; Muller, D. A.; Triscone, J. M.; Mannhart, J. Science 2007, 317, 1196-1199
34. Ferrari, A. C.; Meyer, J. C.; Scardaci, V.; Casiraghi, C.; Lazzeri, M.; Mauri, F.; Piscanec, S.; Jiang, D.; Novoselov, K. S.; Roth, S.; Geim, A. K. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 187401-187404
35. Lee, C.; Wei, X. D.; Kysar, J. W.; Hone, J. Science 2008, 321, 385-388
36. Li, D.; Muller, M. B.; Gilje, S.; Kaner, R. B.; Wallace, G. G. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 101-105
37. Kim, K. S.; Zhao, Y.; Jang, H.; Lee, S. Y.; Kim, J. M.; Kim, K. S.; Ahn, J. H.; Kim, P.; Choi, J. Y.; Hong, B. H. Nature 2009, 457, 706-710
38. Butler, S. Z.; Hollen, S. M.; Cao, L. Y.; Cui, Y.; Gupta, J. A.; Gutierrez, H. R.; Heinz, T. F.; Hong, S. S.; Huang, J. X.; Ismach, A. F.; Johnston-Halperin, E.; Kuno, M.; Plashnitsa, V. V.; Robinson, R. D.; Ruoff, R. S.; Salahuddin, S.; Shan, J.; Shi, L.; Spencer, M. G.; Terrones, M.; Windl, W.; Goldberger, J. E. ACS Nano 2013, 7, 2898-2926
39. West, A. R. Basic solid state chemistry; John Wiley & Sons: 1999.
40. Bianco, E.; Butler, S.; Jiang, S. S.; Restrepo, O. D.; Windl, W.; Goldberger, J. E. ACS Nano 2013, 7, 4414-4421
41. Huang, X. Y.; Heulings, H. R.; Le, V.; Li, J. Chem. Mater. 2001, 13, 3754-3759
42. Zhang, X.; Hejazi, M.; Thiagarajan, S. J.; Woerner, W. R.; Banerjee, D.; Emge, T. J.; Xu, W.; Teat, S. J.; Gong, Q.; Safari, A.; Yang, R.; Parise, J. B.; Li, J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17401-17407
43. van Bruggen, C. F.; Haas, C.; Wiegers, G. A. J. Solid State Chem. 1979, 27, 9-18
44. Morosan, E.; Zandbergen, H. W.; Dennis, B. S.; Bos, J. W. G.; Onose, Y.; Klimczuk, T.; Ramirez, A. P.; Ong, N. P.; Cava, R. J. Nat. Phys. 2006, 2, 544-550
45. Whittingham, M. S. Chem. Rev. 2004, 104, 4271-4301
46. Jaramillo, T. F.; Jorgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317, 100-102
47. Nassimbeni, L. R.; Rodgers, A. C. Acta Crystallogr. 1976, B32, 257-260
48. Nieuwenhuyzen, M.; Wilkins, C. J. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1993, 2673-2681
49. Flook, R. J.; Freeman, H. C.; Huq, F.; Rosalky, J. M. Acta Crystallogr., Sect. B 1973, 29, 903-906
50. Nassimbeni, L. R.; Rodgers, A. L. Acta Crystallogr., Sect. B 1976, 32, 257-260
51. Park, N.-G. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2423-2429
52. Park, N. G. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2423-2429
53. Mitzi, D. B. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 1-12
54. Solis-Ibarra, D.; Karunadasa, H. I. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 1039-1042
55. Even, J.; Pedesseau, L.; Katan, C. ChemPhysChem 2014, 15, 3733-3741
56. Mitzi, D. B. Prog. Inorg. Chem. 1999, 48, 1-121
57. Mitzi, D. B.; Feild, C. A.; Harrison, W. T. A.; Guloy, A. M. Nature 1994, 369, 467-469
58. Wang, S.; Mitzi, D. B.; Feild, C. A.; Guloy, A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5297-5302
59. Zaleski, J.; Pietraszko, A. Acta Crystallogr., Sect. B 1996, 52, 287-295
60. Mitzi, D. B.; Chondroudis, K.; Kagan, C. R. Inorg. Chem. 1999, 38, 6246-6256
61. Tieke, B.; Chapuis, G. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1986, 137, 101-116
62. Kamihara, Y.; Watanabe, T.; Hirano, M.; Hosono, H. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3296-3297
63. Burrard-Lucas, M.; Free, D. G.; Sedlmaier, S. J.; Wright, J. D.; Cassidy, S. J.; Hara, Y.; Corkett, A. J.; Lancaster, T.; Baker, P. J.; Blundell, S. J.; Clarke, S. J. Nat. Mater. 2013, 12, 15-19
64. Rotter, M.; Tegel, M.; Johrendt, D. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 107006-110709
65. Greenfield, J. T.; Pak, C.; Kamali, S.; Lee, K.; Kovnir, K. Chem. Commun. 2015, 51, 5355-5358
66. Peng, X. G.; Wickham, J.; Alivisatos, A. P. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5343-5344
67. Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545-610
68. Burda, C.; Chen, X. B.; Narayanan, R.; El-Sayed, M. A. Chem. Rev. 2005, 105, 1025-1102
69. Wang, X.; Zhuang, J.; Peng, Q.; Li, Y. D. Nature 2005, 437, 121-124
70. Yin, Y.; Alivisatos, A. P. Nature 2005, 437, 664-670
71. Jiang, S. S.; Butler, S.; Bianco, E.; Restrepo, O. D.; Windl, W.; Goldberger, J. E. Nat. Commun. 2014, 5, 4389-4395
72. Morasse, R. A. L.; Li, T.; Baum, Z. J.; Goldberger, J. E. Chem. Mater. 2014, 26, 4776-4780
73. Thomson, J. W.; Nagashima, K.; Macdonald, P. M.; Ozin, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5036-5041
74. Yoffe, A. D. Adv. Phys. 1993, 42, 173-266
75. Alivisatos, A. P.; Harris, T. D.; Carroll, P. J.; Steigerwald, M. L.; Brus, L. E. J. Chem. Phys. 1989, 90, 3463-3468
76. Lippens, P. E.; Lannoo, M. Phys. Rev. B 1989, 39, 10935-10942
77. Brus, L. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 2951-2959
78. Chen, C. H.; Fabian, W.; Brown, F. C.; Woo, K. C.; Davies, B.; Delong, B.; Thompson, A. H. Phys. Rev. B 1980, 21, 615-624
79. Traum, M. M.; Margaritondo, G.; Smith, N. V.; Rowe, J. E.; Di Salvo, F. J. Phys. Rev. B 1978, 17, 1836-1838
80. Fu, H.; Li, J. J. Chem. Phys. 2004, 120, 6721-6725
81. Restrepo, O. D.; Mishra, R.; Goldberger, J. E.; Windl, W. J. Appl. Phys. 2014, 115, 033711-033718
82. Yu, H.; Li, J.; Loomis, R. A.; Wang, L.-W.; Buhro, W. E. Nat. Mater. 2003, 2, 517-520
83. Gudiksen, M. S.; Wang, J.; Lieber, C. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4036-4039
84. Nanda, K. K.; Kruis, F. E.; Fissan, H. Nano Lett. 2001, 1, 605-611
85. Harper, P. G.; Hilder, J. A. Phys. Status Solidi 1968, 26, 69-76
86. Ithurria, S.; Tessier, M. D.; Mahler, B.; Lobo, R. P. S. M.; Dubertret, B.; Efros, A. L. Nat. Mater. 2011, 10, 936-941
87. Saito, R.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Physical properties of carbon nanotubes; World Scientific: 1998; Vol. 4.
88. Alet, F.; Walczak, A. M.; Fisher, M. P. A. Physica A 2006, 369, 122-142
89. Georges, A.; Kotliar, G. Phys. Rev. B 1992, 45, 6479-6483
90. Kotliar, G.; Vollhardt, D. Phys. Today 2004, 57, 53-59
91. Cahill, D. G.; Braun, P. V.; Chen, G.; Clarke, D. R.; Fan, S.; Goodson, K. E.; Keblinski, P.; King, W. P.; Mahan, G. D.; Majumdar, A.; Maris, H. J.; Phillpot, S. R.; Pop, E.; Shi, L. Appl. Phys. Rev. 2014, 1, 011305-011345
92. Costescu, R. M.; Cahill, D. G.; Fabreguette, F. H.; Sechrist, Z. A.; George, S. M. Science 2004, 303, 989-990
93. Losego, M. D.; Blitz, I. P.; Vaia, R. A.; Cahill, D. G.; Braun, P. V. Nano Lett. 2013, 13, 2215-2219
94. Huang, X.; Roushan, M.; Emge, T. J.; Bi, W.; Thiagarajan, S.; Cheng, J.-H.; Yang, R.; Li, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 7871-7874
95. Margadonna, S.; Prassides, K.; Fitch, A. N. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15390-15391
96. Roy, R.; Agrawal, D. K.; McKinstry, H. A. Annu. Rev. Mater. Sci. 1989, 19, 59-81
97. Li, J.; Bi, W.; Ki, W.; Huang, X.; Reddy, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14140-14141
98. Anderson, O. K.; Boeri, L. Ann. Phys. 2011, 523, 8-50
99. Roushan, M.; Zhang, X.; Li, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 436-439
100. Dohner, E. R.; Jaffe, A.; Bradshaw, L. R.; Karunadasa, H. I. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13154-13157
101. Roushan, M.; Zhang, X.; Li, J. Angew. Chem., Int. Ed 2012, 51, 436-439
102. Mitzi, D. B. J. Mater. Chem. 2004, 14, 2355-2365
103. Kagan, C. R.; Mitzi, D. B.; Dimitrakopoulos, C. D. Science 1999, 286, 945-947
104. Mitzi, D. B.; Dimitrakopoulos, C. D.; Rosner, J.; Medeiros, D. R.; Xu, Z.; Noyan, C. Adv. Mater. 2002, 14, 1772-1776
105. Burschka, J.; Pellet, N.; Moon, S. J.; Humphry-Baker, R.; Gao, P.; Nazeeruddin, M. K.; Gratzel, M. Nature 2013, 499, 316-319
106. Stranks, S. D.; Eperon, G. E.; Grancini, G.; Menelaou, C.; Alcocer, M. J. P.; Leijtens, T.; Herz, L. M.; Petrozza, A.; Snaith, H. J. Science 2013, 342, 341-344
107. Lee, M. M.; Teuscher, J.; Miyasaka, T.; Murakami, T. N.; Snaith, H. J. Science 2012, 338, 643-647
108. Zhou, H.; Chen, Q.; Li, G.; Luo, S.; Song, T.-b.; Duan, H.-S.; Hong, Z.; You, J.; Liu, Y.; Yang, Y. Science 2014, 345, 542-546
109. Kojima, A.; Teshima, K.; Shirai, Y.; Miyasaka, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050-6051
110. Smith, I. C.; Hoke, E. T.; Solis-Ibarra, D.; McGehee, M. D.; Karunadasa, H. I. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 126, 11414-11417
111. Peumans, P.; Uchida, S.; Forrest, S. R. Nature 2003, 425, 158-162
112. Clarke, T. M.; Durrant, J. R. Chem. Rev. 2010, 110, 6736-6767
113. Sofos, M.; Goldberger, J.; Stone, D. A.; Allen, J. E.; Ma, Q.; Herman, D. J.; Tsai, W.-W.; Lauhon, L. J.; Stupp, S. I. Nat. Mater. 2009, 8, 68-75