Molecular-Resolution Interrogation of a Porphyrin Monolayer by Ultrahigh Vacuum Tip-Enhanced Raman and Fluorescence Spectroscopy

Nano Letters

Volumn 15, Issue 6, 2015, Pages 4114-4120

  Chiang, Naihao ^a   Jiang, Nan ^a   Chulhai, Dhabih V ^c   Pozzi, Eric A ^a   Hersam, Mark C ^a,b   Jensen, Lasse ^c   Seideman, Tamar ^a   Van Duyne, Richard P ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b Northwestern University   (United States)

^c PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

time dependent density functional theory (TDDFT); tip enhanced fluorescence (TEF); tip enhanced Raman spectroscopy (TERS); ultrahigh vacuum scanning tunneling microscopy (UHV STM)

Indexed keywords

EXCITED STATES; FLUORESCENCE; FLUORESCENCE SPECTROSCOPY; MONOLAYERS; PORPHYRINS; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SUBSTRATES; ULTRAHIGH VACUUM;

ENHANCED FLUORESCENCE; MOLECULAR RESOLUTION; SENSITIZED SOLAR CELLS; TIME DEPENDENT DENSITY FUNCTIONAL THEORY; TIP-ENHANCED RAMAN SCATTERINGS; TIP-ENHANCED RAMAN SPECTROSCOPY; ULTRAHIGH VACUUM SCANNING TUNNELING MICROSCOPIES; ULTRAHIGH-VACUUM SCANNING TUNNELING MICROSCOPES;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

PORPHYRIN;

CHEMISTRY; RAMAN SPECTROMETRY; SPECTROFLUOROMETRY; VACUUM;

PORPHYRINS; SPECTROMETRY, FLUORESCENCE; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; VACUUM;

EID: 84935901069     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b01225     Document Type: Article

References (60)

1. Auwärter, W.; Écija, D.; Klappenberger, F.; Barth, J. V. Nat. Chem. 2015, 7 (2) 105 - 120
2. Barlow, D. E.; Scudiero, L.; Hipps, K. W. Langmuir 2004, 20 (11) 4413 - 4421
3. Buchner, F.; Schwald, V.; Comanici, K.; Steinrück, H.-P.; Marbach, H. ChemPhysChem 2007, 8 (2) 241 - 243
4. Qiu, X.; Wang, C.; Zeng, Q.; Xu, B.; Yin, S.; Wang, H.; Xu, S.; Bai, C. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122 (23) 5550 - 5556
5. Scudiero, L.; Barlow, D. E.; Mazur, U.; Hipps, K. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (17) 4073 - 4080
6. Suto, K.; Yoshimoto, S.; Itaya, K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (49) 14976 - 14977
7. Yokoyama, T.; Yokoyama, S.; Kamikado, T.; Okuno, Y.; Mashiko, S. Nature 2001, 413 (6856) 619 - 621
8. Joshi, S.; Bischoff, F.; Koitz, R.; Ecija, D.; Seufert, K.; Seitsonen, A. P.; Hutter, J.; Diller, K.; Urgel, J. I.; Sachdev, H.; Barth, J. V.; Auwärter, W. ACS Nano 2013, 8 (1) 430 - 442
9. Phan, T. H.; Wandelt, K. Surf. Sci. 2013, 607 (0) 82 - 91
10. Heim, D.; Écija, D.; Seufert, K.; Auwärter, W.; Aurisicchio, C.; Fabbro, C.; Bonifazi, D.; Barth, J. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (19) 6783 - 6790
11. Yang, Y.; Wang, C. Chem. Soc. Rev. 2009, 38 (9) 2576 - 2589
12. Kudernac, T.; Lei, S.; Elemans, J. A. A. W.; De Feyter, S. Chem. Soc. Rev. 2009, 38 (2) 402 - 421
13. Sedona, F.; Di Marino, M.; Basagni, A.; Colazzo, L.; Sambi, M. J. Phys. Chem. C 2013, 118 (3) 1587 - 1593
14. Berndt, R.; Gimzewski, J. K.; Johansson, P. Phys. Rev. Lett. 1991, 67 (27) 5
15. Gimzewski, J. K.; Reihl, B.; Coombs, J. H.; Schlittler, R. R. Z. Phys. B: Condens. Matter 1988, 72 (4) 497 - 501
16. Qiu, X. H.; Nazin, G. V.; Ho, W. Science 2003, 299 (5606) 542 - 546
17. Berndt, R.; Gaisch, R.; Gimzewski, J. K.; Reihl, B.; Schlittler, R. R.; Schneider, W. D.; Tschudy, M. Science 1993, 262 (5138) 1425 - 1427
18. Dong, Z. C.; Zhang, X. L.; Gao, H. Y.; Luo, Y.; Zhang, C.; Chen, L. G.; Zhang, R.; Tao, X.; Zhang, Y.; Yang, J. L.; Hou, J. G. Nat. Photonics 2010, 4 (1) 50 - 54
19. Le Ru, E. C.; Etchegoin, P. G.; Grand, J.; Félidj, N.; Aubard, J.; Lévi, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111 (44) 16076 - 16079
20. Nishitani, R.; Liu, H.; Iwasaki, H. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 051102
21. Hongwen, L.; Ryusuke, N.; Yutaka, I.; Tatsuo, Y.; Yoshio, A.; Hiroshi, I. Jpn. J. Appl. Phys. 2005, 44 (4L) L566
22. Liu, H. W.; Nishitani, R.; Han, T. Z.; Ie, Y.; Aso, Y.; Iwasaki, H. Phys. Rev. B 2009, 79 (12) 125415
23. Geng, F.; Kuang, Y.; Yu, Y.; Liao, Y.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Dong, Z. J. Lumin. 2015, 157 (0) 39 - 45
24. Stiles, P. L.; Dieringer, J. A.; Shah, N. C.; Van Duyne, R. P. Ann. Rev. Anal. Chem. 2008, 1 (1) 601 - 626
25. Jeanmaire, D. L.; Van Duyne, R. P. J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1977, 84 (1) 1 - 20
26. Hao, E.; Schatz, G. C. J. Chem. Phys. 2004, 120 (1) 357 - 366
27. Kneipp, K.; Wang, Y.; Kneipp, H.; Perelman, L.; Itzkan, I.; Dasari, R.; Feld, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78 (9) 1667 - 1670
28. Dieringer, J. A.; Lettan, R. B.; Scheidt, K. A.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (51) 16249 - 16256
29. Sonntag, M. D.; Klingsporn, J. M.; Garibay, L. K.; Roberts, J. M.; Dieringer, J. A.; Seideman, T.; Scheidt, K. A.; Jensen, L.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. C 2011, 116 (1) 478 - 483
30. Stöckle, R. M.; Suh, Y. D.; Deckert, V.; Zenobi, R. Chem. Phys. Lett. 2000, 318 (1-3) 131 - 136
31. Pozzi, E. A.; Sonntag, M. D.; Jiang, N.; Chiang, N.; Seideman, T.; Hersam, M. C.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5 (15) 2657 - 2661
32. Pozzi, E. A.; Sonntag, M. D.; Jiang, N.; Klingsporn, J. M.; Hersam, M. C.; Van Duyne, R. P. ACS Nano 2013, 7 (2) 885 - 888
33. Jiang, N.; Foley, E. T.; Klingsporn, J. M.; Sonntag, M. D.; Valley, N. A.; Dieringer, J. A.; Seideman, T.; Schatz, G. C.; Hersam, M. C.; Van Duyne, R. P. Nano Lett. 2011, 12 (10) 5061 - 5067
34. Klingsporn, J. M.; Jiang, N.; Pozzi, E. A.; Sonntag, M. D.; Chulhai, D.; Seideman, T.; Jensen, L.; Hersam, M. C.; Duyne, R. P. V. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 (10) 3881 - 3887
35. Steidtner, J.; Pettinger, B. Phys. Rev. Lett. 2008, 100 (23) 236101
36. Chen, C.; Hayazawa, N.; Kawata, S. Nat. Commun. 2014, 5
37. Deckert-Gaudig, T.; Kämmer, E.; Deckert, V. J. Biophotonics 2012, 5 (3) 215 - 219
38. Zhang, R.; Zhang, Y.; Dong, Z. C.; Jiang, S.; Zhang, C.; Chen, L. G.; Zhang, L.; Liao, Y.; Aizpurua, J.; Luo, Y.; Yang, J. L.; Hou, J. G. Nature 2013, 498 (7452) 82 - 86
39. Esteban, R.; Borisov, A. G.; Nordlander, P.; Aizpurua, J. Nat. Commun. 2012, 3, 825
40. Savage, K. J.; Hawkeye, M. M.; Esteban, R.; Borisov, A. G.; Aizpurua, J.; Baumberg, J. J. Nature 2012, 491 (7425) 574 - 577
41. Zhang, W.; Yeo, B. S.; Schmid, T.; Zenobi, R. J. Phys. Chem. C 2007, 111 (4) 1733 - 1738
42. Foley, E. T.; Yoder, N. L.; Guisinger, N. P.; Hersam, M. C. Rev. Sci. Instrum. 2004, 75 (12) 5280 - 5287
43. Greeneltch, N. G.; Blaber, M. G.; Henry, A.-I.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. Anal. Chem. 2013, 85 (4) 2297 - 2303
44. Bylaska, E. J. NWChem, A Computational Chemistry Package for Parallel Computers, version 5.1.; Pacific Northwest National Laboratory: Richland, WA, 2007; pp 99352 - 0999.
45. Valiev, M.; Bylaska, E. J.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Van Dam, H. J. J.; Wang, D.; Nieplocha, J.; Apra, E.; Windus, T. L.; de Jong, W. A. Comput. Phys. Commun. 2010, 181 (9) 1477 - 1489
46. Silverstein, D. W.; Jensen, L. J. Chem. Phys. 2012, 136 (6) 064110
47. Li, B.; Johnson, A. E.; Mukamel, S.; Myers, A. B. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116 (24) 11039 - 11047
48. Myers, A. B. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49 (1) 267 - 295
49. Chulhai, D. V.; Jensen, L. J. Phys. Chem. C 2013, 117 (38) 19622 - 19631
50. Janesko, B. G.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125 (12) 124704
51. Cheng, Z. H.; Gao, L.; Deng, Z. T.; Jiang, N.; Liu, Q.; Shi, D. X.; Du, S. X.; Guo, H. M.; Gao, H. J. J. Phys. Chem. C 2007, 111 (26) 9240 - 9244
52. Jiang, N.; Zhang, Y. Y.; Liu, Q.; Cheng, Z. H.; Deng, Z. T.; Du, S. X.; Gao, H. J.; Beck, M. J.; Pantelides, S. T. Nano Lett. 2010, 10 (4) 1184 - 1188
53. Yang, P.; Qi, D.; You, G.; Shen, W.; Li, M.; He, R. J. Chem. Phys. 2014, 141 (12) 124304
54. Yang, L.; Zhu, C.; Yu, J.; Lin, S. H. Chem. Phys. 2012, 400 (0) 126 - 136
55. Dong, Z. C.; Guo, X. L.; Trifonov, A.; Dorozhkin, P.; Miki, K.; Kimura, K.; Yokoyama, S.; Mashiko, S. Phys. Rev. Lett. 2004, 92 (8) 086801
56. Liu, H. W.; Ie, Y.; Nishitani, R.; Aso, Y.; Iwasaki, H. Phys. Rev. B 2007, 75 (11) 115429
57. Uttamlal, M.; Holmes-Smith, A. S. Chem. Phys. Lett. 2008, 454 (4-6) 223 - 228
58. Chance, R. R.; Prock, A.; Silbey, R. Adv. Chem. Phys. 1978, 37 (1) 65
59. Mauser, N.; Hartschuh, A. Chem. Soc. Rev. 2014, 43 (4) 1248 - 1262
60. Sukharev, M.; Freifeld, N.; Nitzan, A. J. Phys. Chem. C 2014, 118 (20) 10545 - 10551