One-Step Synthesis of Superbright Water-Soluble Silicon Nanoparticles with Photoluminescence Quantum Yield Exceeding 80%

Advanced Materials Interfaces

Volumn 2, Issue 16, 2015, Pages

  Wu, Fu Gen ^a   Zhang, Xiaodong ^a   Kai, Siqi ^a   Zhang, Mengyi ^a   Wang, Hong Yin ^a   Myers, John N ^c   Weng, Yuxiang ^b   Liu, Peidang ^a,d   Gu, Ning ^a   Chen, Zhan ^c  

^a SOUTHEAST UNIVERSITY   (China)

^b INSTITUTE OF PHYSICS   (China)

^c UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

^d MEDICAL SCHOOL OF SOUTHEAST UNIVERSITY   (China)

Author keywords

fluorescent patterning; ion detection; microwave assisted synthesis; organosilane molecules; silica nanodots; silicon nanoparticles

Indexed keywords

FLUORESCENCE; II-VI SEMICONDUCTORS; MEDICAL NANOTECHNOLOGY; MOLECULES; NANODOTS; NANOPARTICLES; PHOTOLUMINESCENCE; QUANTUM YIELD; SILANES; SILICA; SILICON; SILICON OXIDES; SURFACE TREATMENT; SYNTHESIS (CHEMICAL);

FLUORESCENT PATTERNING; ION DETECTION; MICROWAVE ASSISTED SYNTHESIS; ORGANOSILANE MOLECULES; SILICON NANOPARTICLES;

SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS;

EID: 84954387379     PISSN: None     EISSN: 21967350     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/admi.201500360     Document Type: Article

References (76)

1. a) H. Y. Qin, Y. Niu, R. Y. Meng, X. Lin, R. C. Lai, W. Fang, X. G. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 179;
2. b) Y. Gao, X. G. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6724;
3. c) G. C. Fan, L. Han, J. R. Zhang, J. J. Zhu, Anal. Chem. 2014, 86, 10877;
4. d) L. L. Li, Y. Chen, Q. Lu, J. Ji, Y. Y. Shen, M. Xu, R. Fei, G. H. Yang, K. Zhang, J. R. Zhang, J. J. Zhu, Sci. Rep. 2013, 3, 1529;
5. e) F. C. Chien, C. W. Kuo, P. L. Chen, Analyst 2011, 136, 1608;
6. f) C. W. Kuo, D. Y. Chueh, N. Singh, F. C. Chien, P. L. Chen, Bioconjugate Chem. 2011, 22, 1073.
7. a) M. L. Mastronardi, E. J. Henderson, D. P. Puzzo, G. A. Ozin, Adv. Mater. 2012, 24, 5890;
8. b) Z. Li, Q. Sun, Y. Zhu, B. Tan, Z. P. Xu, S. X. Dou, J. Mater. Chem. B 2014, 2, 2793;
9. c) F. Peng, Y. Y. Su, Y. L. Zhong, C. H. Fan, S. T. Lee, Y. He, Acc. Chem. Res. 2014, 47, 612;
10. d) S. Chinnathambi, S. Chen, S. Ganesan, N. Hanagata, Adv. Healthcare Mater. 2014, 3, 10;
11. e) M. L. Mastronardi, F. Maier-Flaig, D. Faulkner, E. J. Henderson, C. Kübel, U. Lemmer, G. A. Ozin, Nano Lett. 2012, 12, 337.
12. a) F. Priolo, T. Gregorkiewicz, M. Galli, T. F. Krauss, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 19;
13. b) S. W. Bae, W. H. Tan, J. I. Hong, Chem. Commun. 2012, 48, 2270;
14. c) Y. F. Zhang, Q. Yuan, T. Chen, X. B. Zhang, Y. Chen, W. H. Tan, Anal. Chem. 2012, 84, 1956;
15. d) Z. H. Kang, C. H. A. Tsang, N. B. Wong, Z. D. Zhang, S. T. Lee, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12090;
16. e) Y. X. Zhang, X. Han, J. M. Zhang, Y. Liu, H. Huang, H. Ming, S. T. Lee, Z. H. Kang, Nanoscale 2012, 4, 7760;
17. f) X. T. Lu, C. M. Hessel, Y. X. Yu, T. D. Bogart, B. A. Korgel, Nano Lett. 2013, 13, 3101;
18. g) J. Fuzell, A. Thibert, T. M. Atkins, M. Dasog, E. Busby, J. G. C. Veinot, S. M. Kauzlarich, D. S. Larsen, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 3806;
19. h) M. Dasog, Z. Y. Yang, S. Regli, T. M. Atkins, A. Faramus, M. P. Singh, E. Muthuswamy, S. M. Kauzlarich, R. D. Tilley, J. G. C. Veinot, ACS Nano 2013, 7, 2676.
20. a) J. H. Warner, A. Hoshino, K. Yamamoto, R. D. Tilley, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 4550;
21. b) F. Erogbogbo, K. T. Yong, I. Roy, G. Xu, P. N. Prasad, M. T. Swihart, ACS Nano 2008, 2, 873;
22. c) Y. He, Z. H. Kang, Q. S. Li, C. H. A. Tsang, C. H. Fan, S. T. Lee, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 128;
23. d) Y. He, Y. Y. Su, X. B. Yang, Z. H. Kang, T. T. Xu, R. Q. Zhang, C. H. Fan, S. T. Lee, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4434;
24. e) M. P. Singh, T. M. Atkins, E. Muthuswamy, S. Kamali, C. Q. Tu, A. Y. Louie, S. M. Kauzlarich, ACS Nano 2012, 6, 5596.
25. a) Y. H. Yi, J. H. Deng, Y. Y. Zhang, H. T. Li, S. Z. Yao, Chem. Commun. 2013, 49, 612;
26. b) Y. H. Yi, G. B. Zhu, C. Liu, Y. Huang, Y. Y. Zhang, H. T. Li, J. N. Zhao, S. Z. Yao, Anal. Chem. 2013, 85, 11464;
27. c) J. Zhang, S. H. Yu, Nanoscale 2014, 6, 4096;
28. d) X. D. Zhang, X. K. Chen, S. Q. Kai, H. Y. Wang, J. J. Yang, F. G. Wu, Z. Chen, Anal. Chem. 2015, 87, 3360;
29. e) Y. Feng, Y. Liu, C. Su, X. Ji, Z. He, Sens. Actuator, B 2014, 203, 795.
30. X. Y. Cheng, S. B. Lowe, P. J. Reece, J. J. Gooding, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 2680.
31. a) Z. H. Kang, C. H. A. Tsang, Z. D. Zhang, M. L. Zhang, N. B. Wong, J. A. Zapien, Y. Y. Shan, S. T. Lee, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5326;
32. b) Z. H. Kang, Y. Liu, C. H. A. Tsang, D. D. D. Ma, X. Fan, N. B. Wong, S. T. Lee, Adv. Mater. 2009, 21, 661;
33. c) K. Sato, H. Tsuji, K. Hirakuri, N. Fukata, Y. Yamauchi, Chem. Commun. 2009, 3759.
34. a) C. M. Hessel, D. Reid, M. G. Panthani, M. R. Rasch, B. W. Goodfellow, J. W. Wei, H. Fujii, V. Akhavan, B. A. Korgel, Chem. Mater. 2012, 24, 393;
35. b) C. M. Hessel, E. J. Henderson, J. G. C. Veinot, Chem. Mater. 2006, 18, 6139;
36. c) C. M. Hessel, M. A. Summers, A. Meldrum, M. Malac, J. G. C. Veinot, Adv. Mater. 2007, 19, 3513;
37. d) C. M. Hessel, E. J. Henderson, J. G. C. Veinot, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6956.
38. a) R. K. Baldwin, K. A. Pettigrew, E. Ratai, M. P. Augustine, S. M. Kauzlarich, Chem. Commun. 2002, 1822;
39. b) R. D. Tilley, K. Yamamoto, Adv. Mater. 2006, 18, 2053;
40. c) A. Shiohara, S. Hanada, S. Prabakar, K. Fujioka, T. H. Lim, K. Yamamoto, P. T. Northcote, R. D. Tilley, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 248;
41. d) A. Shiohara, S. Prabakar, A. Faramus, C. Y. Hsu, P. S. Lai, P. T. Northcote, R. D. Tilley, Nanoscale 2011, 3, 3364;
42. e) J. Wang, S. Sun, F. Peng, L. Cao, L. Sun, Chem. Commun. 2011, 47, 4941;
43. f) X. Y. Cheng, R. Gondosiswanto, S. Ciampi, P. J. Reece, J. J. Gooding, Chem. Commun. 2012, 48, 11874.
44. a) C. S. Yang, R. A. Bley, S. M. Kauzlarich, H. W. H. Lee, G. R. Delgado, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5191;
45. b) D. Mayeri, B. L. Phillips, M. P. Augustine, S. M. Kauzlarich, Chem. Mater. 2001, 13, 765;
46. c) R. K. Baldwin, K. A. Pettigrew, J. C. Garno, P. P. Power, G. Y. Liu, S. M. Kauzlarich, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1150;
47. d) J. Zou, R. K. Baldwin, K. A. Pettigrew, S. M. Kauzlarich, Nano Lett. 2004, 4, 1181;
48. e) B. A. Manhat, A. L. Brown, L. A. Black, J. B. A. Ross, K. Fichter, T. Vu, E. Richman, A. M. Goforth, Chem. Mater. 2011, 23, 2407.
49. J. D. Holmes, K. J. Ziegler, R. C. Doty, L. E. Pell, K. P. Johnston, B. A. Korgel, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3743.
50. a) X. G. Li, Y. Q. He, M. T. Swihart, Langmuir 2004, 20, 4720;
51. b) Y. Yang, J. H. Yang, I. Roy, N. A. Karker, M. T. Swihart, P. N. Prasad, ACS Nano 2013, 7, 7303.
52. a) L. Mangolini, E. Thimsen, U. Kortshagen, Nano Lett. 2005, 5, 655;
53. b) R. M. Sankaran, D. Holunga, R. C. Flagan, K. P. Giapis, Nano Lett. 2005, 5, 537;
54. c) L. Mangolini, U. Kortshagen, Adv. Mater. 2007, 19, 2513;
55. d) A. M. P. Botas, R. A. S. Ferreira, R. N. Pereira, R. J. Anthony, T. Moura, D. J. Rowe, U. Kortshagen, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 10375.
56. a) X. Y. Cheng, S. B. Lowe, S. Ciampi, A. Magenau, K. Gaus, P. J. Reece, J. J. Gooding, Langmuir 2014, 30, 5209;
57. b) S. Sato, M. T. Swihart, Chem. Mater. 2006, 18, 4083; c
58. Z. F. Li, E. Ruckenstein, Nano Lett. 2004, 4, 1463;
59. d) X. M. Zhang, D. Neiner, S. Z. Wang, A. Y. Louie, S. M. Kauzlarich, Nanotechnology 2007, 18, 095601.
60. M. Guan, W. D. Wang, E. J. Henderson, O. Dag, C. Kübel, V. S. K. Chakravadhanula, J. Rinck, I. L. Moudrakovski, J. Thomson, J. McDowell, A. K. Powell, H. X. Zhang, G. A. Ozin, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8439.
61. Y. L. Zhong, F. Peng, F. Bao, S. Y. Wang, X. Y. Ji, L. Yang, Y. Y. Su, S. T. Lee, Y. He, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8350.
62. J. Wang, D. X. Ye, G. H. Liang, J. Chang, J. L. Kong, J. Y. Chen, J. Mater. Chem. B 2014, 2, 4338.
63. a) X. M. Li, S. L. Zhang, S. A. Kulinich, Y. L. Liu, H. B. Zeng, Sci. Rep. 2014, 4, 4976;
64. b) Y. Q. Dong, H. C. Pang, H. B. Yang, C. X. Guo, J. W. Shao, Y. W. Chi, C. M. Li, T. Yu, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7800;
65. c) X. Y. Zhai, P. Zhang, C. J. Liu, T. Bai, W. C. Li, L. M. Dai, W. G. Liu, Chem. Commun. 2012, 48, 7955.
66. M. Dasog, G. B. De Los Reyes, L. V. Titova, F. A. Hegmann, J. G. C. Veinot, ACS Nano 2014, 8, 9636.
67. O. Wolf, M. Dasog, Z. Yang, I. Balberg, J. G. C. Veinot, O. Millo, Nano lett. 2013, 13, 2516.
68. Q. Li, Y. He, J. Chang, L. Wang, H. Z. Chen, Y. W. Tan, H. Y. Wang, Z. Z. Shao, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14924.
69. B. Kannan, D. A. Higgins, M. M. Collinson, Lamgmuir 2014, 30, 10019.
70. L. Pavesi, L. D. Negro, C. Mazzoleni, G. Franzo, F. Priolo, Nature 2000, 408, 440.
71. T. Takagahara, K. Takeda, Phys. Rev. B 1992, 46, 15578.
72. C. Delerue, G. Allan, M. Lannoo, Phys. Rev. B 2001, 64, 193402.
73. L. E. Brus, P. J. Szajowski, W. L. Wilson, T. D. Harris, S. Schuppler, P. H. Citrin, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2915.
74. S. Godefroo, M. Hayne, M. Jivanescu, A. Stesmans, M. Zacharias, O. I. Lebedev, G. V. Tendeloo, V. V. Moshchalkov, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 174.
75. Q. S. Li, R. Q. Zhang, S. T. Lee, T. A. Niehaus, T. Frauenheim, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053107.
76. J. B. Miller, A. R. Van Sickle, R. J. Anthony, D. M. Kroll, U. R. Kortshagen, E. K. Hobbie, ACS Nano 2012, 6, 7389.