Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

На месте SIMS и ИК спектроскопии Ну определенных поверхность, подготовленную мягкой посадки Масса выбранных ионов

Published: June 16, 2014 doi: 10.3791/51344
Automatic Translation
1, 1, 1
1Physical Sciences Division, Pacific Northwest National Laboratory

Summary

Мягкая посадка ионов массового выбран на поверхности является мощным подход к высоко-контролируемого получения новых материалов. В сочетании с анализом по на месте вторичной ионной масс-спектрометрии (SIMS) и инфракрасной спектроскопии поглощения отражения (IRRAS), мягкая посадка обеспечивает беспрецедентные понимание взаимодействия четко определенных видов с поверхностей.

Abstract

Мягкая посадка ионов масс-выбраны на поверхности является мощным подход к высоко контролируемой подготовки материалов, которые недоступны при использовании обычных методик синтеза. Соединительная мягкую посадку с на месте характеристике с использованием вторичной ионной масс-спектрометрии (SIMS) и инфракрасной спектроскопии поглощения отражения (IRRAS) позволяет анализ четко определенных поверхностей в чистых условиях вакуума. Возможности трех мягкой посадки инструментов, построенных в нашей лаборатории проиллюстрированы для репрезентативной системы поверхностно-связанным металлоорганических подготовленного мягкой посадки массового выбранных рутения трис (бипиридиновые) дикатионов, [Ru (бипиридин) 3] 2 + (бипиридин = бипиридин), на карбоновой кислоты прекращается самоорганизующихся монослоя поверхности на золото (СООН-Sams). В месте время пролета (TOF)-SIMS дает представление о реакционной способности мягкую посадку ионов. Кроме того, кинетика уменьшения заряда, нейтрализации и десорбции, происходящие на СООН-SAM во время и после ионный мягкая посадка изучаются с использованием на месте преобразования Фурье ионный циклотронного резонанса измерений (FT-ICR)-SIMS. В месте IRRAS эксперименты дают понимание того, как структура органических лигандов, окружающих металлических центров является возмущенных через иммобилизации металлоорганических ионов на СООН-SAM поверхностей на мягкой посадки. В совокупности эти три договора предоставить дополнительную информацию о химическом составе, реакционной способности и структуры четко определенных видов, нанесенных на поверхности.

Introduction

Мягкая посадка ионов массового выбран на поверхности остается предметом текущих исследований интерес в связи с продемонстрированных возможностей метода для высоко-контролируемого получения новых материалов 1-6. Недавние усилия указали потенциальных будущих применений мягкой посадки ионов массового выбран в подготовке пептидных и белковых массивов для использования в высокой пропускной биологического скрининга 7,8, разделения белков и конформационной обогащения пептидов 9-12 ковалентного присоединения пептиды на поверхности 9,10,13,14, хиральной обогащения органических соединений 15, электрохимический характеристика конкретных редокс-активных белков 16-18, производство тонких пленок молекулярных 19,20, обработка макромолекул, таких как графен 21 и подготовки модели каталитические системы через мягкую посадку ионных кластеров 22-39, наночастицы 40-48 и металлоорганических сотрудничестваmplexes на вспомогательных материалов 19,49-56. Концепция модификации поверхности через мягкую посадку многоатомных ионов был первоначально предложен Повара и коллегами в 1977 году 57. В последующие годы были разработаны широкий спектр инструментальных подходов для контролируемого осаждения ионов массового выбран из газа- фаза на поверхности 1,4,5. Ионы были произведены посредством таких процессов, как электрораспылительной ионизации (ESI) 10,58,59, матрица-активированная лазерная десорбция / ионизация (MALDI) 21, ионизации электронным ударом (EI) 60,61, импульсный разряд 62 дуга, инертный конденсации газа 36 , 63, магнетронного распыления 64,65 и лазерного испарения 25,66,67. Массовая селекция ионов в газовой фазе до мягкой посадки было достигнуто главным образом с использованием квадрупольного масс фильтры 58,68,69, магнитные отклонения устройства 70 и линейного захвата ионов инструментов 8,59. Особенно NotaBLE прогресс в ионной мягкой методологии посадки недавно произошло с успешной реализации окружающей ионов мягкой и реактивной посадки поварами с сотрудниками 71,72. Используя эти различные методы ионизации и масс-отбора, взаимодействия из гипертермальная (<100 эВ) многоатомные ионы с поверхности были изучены для того, чтобы лучше понять факторы, влияющие на эффективность ионного мягкой посадки и конкурирующие процессы реактивной и инертного рассеяния как а также поверхности индуцированной диссоциации 4,73-75.

Подготовка четко определенных модельных катализаторов для исследовательских целей был особенно плодотворным применение мягкой посадки массовых выбранных ионов 25,34,35,56,76-81. В диапазоне размеров наноразмерных кластеров, где физическое и химическое поведение не изменяется линейно с размером кластера, было продемонстрировано, что добавление или удаление отдельных атомов или из кластеров может существенно влиять йEIR химическая активность 82-84. Это наноразмерных явление, которое возникает в результате квантования, было продемонстрировано убедительно Heiz с сотрудниками 85 для модельного катализатора, состоящего из мягких земельных кластеров восьми атомов золота (Au 8), нанесенных на дефект богатых MgO поверхности. Несколько дополнительных исследований были получены данные о размерно-зависимой реактивности кластеров, нанесенных на поверхности 34,77,86,87. Кроме того, микроскопии изображений с высоким разрешением электронные показывают, что кластеры, содержащие всего лишь десять 88 и пятидесяти пяти 89 атомов может быть в значительной степени ответственны за номер повышенной активности неполным синтезированы золотых катализаторов, нанесенных на оксиды железа. Используя мягкую посадку ионов масс-выбраны, можно приготовить стабильные массивы размера выбранных кластеров и наночастиц, которые не диффундируют и агломерата в более крупные структуры на поверхности вспомогательных материалов 90-92. Эти предыдущие исследования показывают, что с непреING развития, мягкая посадка массовых отобранных кластеров и наночастиц может стать универсальный метод для создания высокоэффективных активных гетерогенных катализаторов, которые используют поведение возникающим большого числа идентичных кластеров и наночастиц в расширенных массивов на поверхностях. Эти чрезвычайно хорошо определенные системы могут быть использованы в исследовательских целях, чтобы понять, как критические параметры, такие как размер кластера, морфологии, элементного состава и влияние поверхности покрытие каталитической активности, селективности и долговечности.

Металлоорганические комплексы, которые обычно используются в растворе, как гомогенных катализаторов могут быть также иммобилизованы на поверхности через мягкую посадку массовых выбранных ионов 56,80,81. Прикрепление ионные металл-лиганд комплексов для твердых носителях для производства гибридных органо-неорганических материалов в настоящее время активной областью исследований в катализе и поверхность научных сообществ 93. Общая цель заключается в получении высокойселективность в сторону целевого продукта в растворе, металл-лиганд в то время как более легкий, облегчающих разделение продуктов из катализаторов и реагентов, остающихся в растворе. Таким образом, поверхность иммобилизованных металлоорганические комплексы воспользоваться преимуществами обоих гомогенных и гетерогенных катализаторов. Через выбора соответствующего субстрата, то можно сохранить или даже улучшить органический лиганд среду вокруг активного металлического центра, обеспечивая при этом сильное поверхностное иммобилизацию 94. Самоорганизующихся однослойные поверхности (МПС) на золото может быть прекращено с рядом различных функциональных групп и, таким образом, идеальные системы для расследования возможности привязывать металлоорганических комплексов на поверхности через мягкую посадку массовых выбранных ионов 95. Кроме того, способы ионизации, такие как атмосферное давление тепловой десорбции ионизации (APTDI) были продемонстрированы ранее, получая в газовой фазе смешанных металлические неорганические комплексычто не доступны через синтез в растворе 96. В том же духе, методы нетепловым кинетически ограниченной синтез и ионизации, такие как магнетронного распыления 65, газовая агрегации 63 и лазерного испарения 66 также может быть соединен с ионной мягкой посадки аппаратуры, чтобы обеспечить универсальный путь к новым неорганических кластеров и наночастиц, нанесенный на поверхности.

Для того, чтобы развиваться мягкую посадку ионов массового выбран в зрелые технологии для подготовки материалов, очень важно, чтобы информационные аналитические методы использоваться в сочетании с мягкой посадки аппаратуры, чтобы перед зондировать химические и физические свойства поверхности, во время и после нанесения ионов. На сегодняшний день множество методов были применены для этой цели в том числе вторичной ионной масс-спектрометрии (SIMS) 19,97-100, Температура десорбции и реакции 50,52, лазерной десорбции и ионизации 101, импульсный молекулярный реакция 102 луч, инфракрасной спектроскопии (ИК и КР) 98103104, поверхность гигантского комбинационного спектроскопия 103105, полость Ringdown спектроскопии 106, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии 35107, сканирующая туннельная микроскопия 33,108-111, атомно-силовая микроскопия 112-114, и просвечивающей электронной микроскопии 39. Тем не менее, чтобы наиболее точно характеризуют поверхностей, подготовленных или модифицированных ионным мягкой посадки, очень важно, что анализ выполняется на месте без воздействия подложки к окружающей среде в лаборатории. Предыдущие исследования, проведенные на месте предоставили понимание явлений, таких, как сокращение ионного заряда мягких земельных ионов с течением времени 37,38,115,116, десорбция мягкая приземлился ионы с поверхности 52, эффективность и кинетическая Энергетическая зависимость ионного реактивного посадки 14,81 , а также влияние размерана каталитическую активность кластеров и наночастиц, нанесенных на поверхности 117. В качестве примера, в нашей лаборатории, мы систематически изучали кинетику сокращения заряд протонированных пептидов на поверхностях различных ЗРК 3. Эти эксперименты проводились с уникальным мягкой посадки инструмента, соединенного с преобразованием Фурье ионного циклотронного резонанса вторичной ионной масс-спектрометр (FT-ICR-SIMS), которая позволяет на месте анализа поверхности во время и после мягкой посадки ионов 97. Чтобы расширить на этих аналитических возможностей, еще одним инструментом была построена, что позволяет на месте характеристики мягких земельных ионов на поверхности с помощью IRRAS 104. Этот инфракрасный метод поверхность чувствительных позволяет образование облигаций и процессы разрушения, а также конформационные изменения в комплексных ионов и поверхностных слоев, подлежащих мониторингу в реальном времени во время и после мягкой посадки 12. Например, при использовании IRRAS это былопоказали, что ионный мягкая посадка может быть использован для ковалентно иммобилизации массовые отобранных пептидов на N-гидроксисукцинимидильную эфир функционализованный ЗРК 13,14.

Здесь мы проиллюстрируем возможности трех уникальных заказных инструментов, расположенных на северо-западной национальной лаборатории Тихоокеанского, которые предназначены для на месте TOF-SIMS, FT-ICR-SIMS, и IRRAS анализ субстратов производимых через мягкую посадку ионов массового выбран на поверхности. Как репрезентативной системы, мы представляем результаты для мягкой посадки массового выбранных металлорганическим рутения трис (бипиридиновые) дикатионов [Ru (BPY) 3] 2 + на карбоновой кислоты прекращается ЗРК (СООН-ЗРК) подготовить иммобилизованные металлоорганические комплексы. Показано, что на месте ВП SIMS предлагает преимущества чрезвычайно высокой чувствительностью и большой общей динамического диапазона, которая облегчает идентификацию низких видов численности включая реактивных промежуточных, которые могут быть предварительно толькоотправлено в течение коротких периодов времени на поверхности. ВП SIMS также дает представление о том, как удаление лиганда от металлорганическим иона в газовой фазе, до мягкой посадки, влияет на его эффективность по отношению к иммобилизации на поверхности и его химическую реакционную сторону газообразных молекул. Дополнительные характеристики с использованием на месте FT-ICR-SIMS дает представление о сокращении заряда, нейтрализации и десорбции кинетики двухзарядных ионов на поверхности в то время как на месте IRRAS исследует структуру органических лигандов, окружающих заряженные металлические центры, которые могут повлиять на электронные свойства и реакционная способность иммобилизованных ионов. Все вместе, мы проиллюстрировать, как мягкая посадка ионов массового выбран в сочетании с анализом месте по SIMS и IRRAS дает представление о взаимодействии между четко определенными видами и поверхностей, которые имеют последствия для широкого круга научных начинаниях.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Подготовка СООН-SAM поверхностей на золото для мягкой посадки Масса выбранных ионов

  1. Получить плоские золотые субстраты на кремнии (Si) или слюды материалов основы. Кроме того, подготовить золотой пленки на Si или слюды поверхностей в соответствии с процедурами, описанными в литературе 118119. Примечание: Используйте поверхностей, которые имеют следующие технические характеристики: 1 см 2 или круговой и 5 мм в диаметре, 525 мкм слой Si, 50 толстой Ti адгезионный слой, 1000 Å Au слой.
  2. Поместите свежие Золото на поверхности кремния в стеклянные сцинтилляционные флаконы и погрузиться в чистом (неденатурированного) этанола.
  3. Наведите сцинтилляционных флаконов, содержащих золотые поверхности погруженных в этаноле в ультразвуковой очиститель и промыть в течение 20 мин, чтобы снять напряжение на поверхности мусора. Примечание: Не ультразвуком мыть золото на поверхностями слюды, как это будет отделить золотую пленку с слюды материала подложки.
  4. Удалить вымытые золотые поверхности от флаконов и сухой с потокомчистый N 2, чтобы предотвратить образование любых остаточных пятен с этанолом.
  5. Поместите высушенные позолоченные поверхности лицевой стороной вверх в ультрафиолета (УФ) чище и облучать в течение 20 мин для удаления поверхностных органических веществ.
  6. В стеклянных сцинтилляционные флаконы, подготовить 5 мл 1 мМ растворов 16-mercaptohexadecanoic кислоты (СООН-SAM), не связанных с денатурированный этанол.
  7. Добавить соляную кислоту до конечной концентрации 1%-ной HCl в этаноле, чтобы обеспечить протонирование карбоксильных групп молекул.
  8. Поместите промывают, сушат и УФ-очищены золота поверхности обращены вверх в растворах COOH-SAM обеспечение того, чтобы все золото поверхность полностью погружен в каждом флаконе. Позвольте однослойные поверхности на золото, чтобы собрать по крайней мере 24 часов в темноте (обернуть флаконов в фольге).
  9. Удалить поверхностей из растворов COOH-SAM и место в новых сцинтилляционные флаконы, содержащие 5 мл 1%-ной HCl в этаноле. Ультразвуком мыть SAM поверхностей в течение 5 мин, чтобы удалить любые молекулы physisorbed фром поверхность монослоя.
  10. Удалить промытых поверхностей из флаконов и промыть нескольких 1 мл аликвоты 1%-ной HCl в этаноле. Высушите СООН-SAM поверхности в потоке N 2.
  11. Использование чистых металлических щипцов и носить перчатки разместить поверхность SAM на одном из трех образцов крепления металлических, которые совместимы друг с мягкой посадки инструмент стараясь не прикасаться к Фронтальная поверхность золота в этом процессе. Убедитесь, что поверхность плотно закреплена на месте и что существует сильный электрический контакт между задней стороне поверхности и металлического образца монтажа.
  12. Используя загрузочную камеру ввода образца возможности мягких посадочных инструментов (каждый немного отличается), убедитесь, что задвижка отделения ввода образца область прибора от мягкой посадки камеры закрыт. Принесите образец введение камеры до атмосферного давления, включая и выключая турбомолекулярным вакуумный насос и манометр ионизации и closiнг клапан в Foreline механической вакуумного насоса.
  13. Когда образец введение камера достигает атмосферного давления открыть дверь образец и обеспечить держателя образца твердо манипулятора (XYZ стадии или г-переводчик) внутри прибора. Закройте дверь и открыть клапан к Foreline механической вакуумного насоса. Когда образец достигает введение камера давлении 10 -3 торр, включите турбомолекулярного вакуумным насосом и манометром ионизации.
  14. Когда образец введение камера достигает давление 10 -5 Торр, открыть задвижку на мягкой посадки камеры. Используйте магнитное манипулятор или XYZ-сцену, чтобы позиционировать поверхность SAM в соответствии с ионным пучком для начала мягкую посадку.

2. Мягкая посадка из масс-выбранной Ru (бипиридин) 3 2 + на СООН-SAM поверхностей

  1. Получение трис (2,2 '-бипиридил) дихлор-рутений (II) гексагидрата твердое вещество. Растворите красные кристаллы в чистом метаноле с крЭАТС растворы с концентрацией 10 -3 М Развести растворы с коэффициентом 10 или 100 с метанолом для достижения оптимальной электрораспылением ионного тока масса выбраны Ru (бипиридин) 3 2 + м / з = 285.
  2. Загрузите разбавленные растворы в 1 мл стеклянных шприцах. С помощью шприцевого насоса, чтобы наполнить раствора через внешний диаметр 80 мкм внутренний диаметр плавленый кварц капиллярной что смещена от +2 до +3 кВ для генерирования положительных ионов 360 мкм. Регулировка скорости шприцевого насоса потока между 20-40 мкл / час для получения оптимального ионного тока и стабильности на поверхности.
  3. Регулировка масс-фильтр квадрупольного к массе Ru (BPY) 3 2 + ион м / з = 285, чтобы предотвратить мягкую посадку, отличных от Ru (BPY) 3 2 + видов на поверхность. Использование высокую устойчивость электрометр, подключенный к подложке через вакуум электрические проходные, регулировки параметров напряжения ионной оптики ирадиочастотная ионный направляет максимизировать ионного тока и стабильность Ru (бипиридин) 3 2 + измеренный на поверхности SAM. Разрешить эксперимент работать в течение выбранного периода времени, чтобы достичь желаемого охвата ионов на поверхности СООН-SAM.
  4. Увеличение градиент потенциала в столкновения квадрупольного области высокого давления мягких посадочных инструментов для создания суровые условия, которые позволяют в газовой фазе лиганд зачистки от металлорганическим иона через столкновения индуцированной диссоциации. Примечание:. Изучите принципиальная схема одного из трех мягких посадочных инструментов, что также представитель ранних стадиях двух других инструментов, которая представлена ​​на рисунке 1 Фрагментация Ru (бипиридин) 3 2 + ионов происходит в область 4. Увеличение напряжения, подаваемого на задней стенке электродинамической ионов воронку удалить один бипиридин лиганд от Ru (BPY) 3 2 + м / з = 285 производства газо-фаза Ru (бипиридин) 2 2 + м / з = 207 в области 4 прибора 81. Массовая выберите высокой реакционной undercoordinated ионный фрагмент с использованием средств массовой фильтр квадрупольную в области 6 инструмента и мягкой земли на СООН-SAM поверхности изучить, как степень перевязки влияет на свойства поддерживаемых металлоорганических ионов.
  5. Регулировка окружающие ионной оптики, в том числе напряжения постоянного тока, приложенного к квадрупольных стержней, а также предела проводимости, чтобы максимизировать ток массового выбранный Ru (BPY) 2 2 + фрагментарных ионов на поверхности.

3. Анализ по in-situ TOF-SIMS до и после воздействия на химически активным газам

  1. Выключить шприцевой насос и высокое напряжение к эмиттеру ESI. Откройте задвижку, разделяющий две области прибора во время работы. Используйте магнитное манипулятор для перемещения подготовленную поверхность от мягкого приземления камеры на этапе анализа внутриВП SIMS часть инструмента.
  2. Отключите манипулятор из образца и убрать его полностью из анализа камере SIMS. Закрыть задвижку между мягкой посадки и ВИМС частях инструмента, потому что ВП SIMS работает на гораздо более низком давлении, чем мягкой посадки области прибора.
  3. Для проведения эксперимента ВП SIMS, загрузить файл управления инструментом в программном обеспечении и убедитесь, что источник Ga + производит достаточно стабильный ток первичных ионов. Примечание: Применять 15 кэВ первичных ионов галлия (Ga +, 500 Па, 5 нс длительность импульса, частота повторения 10 кГц), чтобы вызвать десорбцию мягкая приземлился материал с поверхностей. Извлечение вторичных ионов, вылетающих с поверхности в масс-анализатора, который состоит из трех отдельных электростатических секторов.
  4. Приобретение Х-и Y-оси профили линий по всей поверхности, чтобы определить центр осажденного месте ионов на подложке (обычно в центре поверхности ай 3 мм в диаметре). Поместите поверхность таким образом, что Ga + первичного ионного пучка, падает на центре осажденного месте ионов. Приобретать масс-спектр ВП SIMS в течение 5 мин.
  5. Выключите основной пучок ионов Ga + и высокого напряжения на TOF-SIMS. Используйте магнитное манипулятор для перемещения образца обратно в мягкой посадки части прибора. Убедитесь, что задвижка разделения двух камер закрыт прежде чем двигаться дальше.
  6. Используйте утечки клапан высокого вакуума на мягкой посадки камеры ввести контролируемый поток сверхвысокой кислорода чистоты (O 2) газа из баллона в инструмент. Используйте регулируемую задвижку перед турбомолекулярного вакуумного насоса душить скорость откачки насоса для достижения стационарного давление 10 -4 Торр О 2 внутри мягкой посадки камеры.
  7. После воздействия поверхности к O 2 в течение 30 мин закрыть клапан утечки, открыть задвижку над гоэ турбомолекулярный вакуумный насос и дайте остальные O 2 для перекачки прочь. После того, как давление в камере снизилось, открыть задвижку на SIMS части прибора и использовать магнитное манипулятор для позиционирования поверхность на платформе анализа для второго раунда анализа ВП SIMS.
  8. После второго спектр ВП SIMS получается, как описано в разделах 3.3-3.4, открыть задвижку и положение поверхности обратно в мягкой посадки камеры для воздействия 10 -4 Торр из C 2 H 4 в течение 30 мин. Проведение анализа SIMS снова, как описано выше.

4. Анализ по in-situ FT-ICR-SIMS во время и после мягкой посадки

  1. Подготовка SAM поверхностей для экспериментов с на месте FT-ICR-SIMS инструмента, аналогично тому, как описано в разделе 1, но на круговых подложек диаметром 5 мм. Примечание: Используйте субстраты, которые вырезаны лазером из золота покрытием кремниевой пластины (5 нм хромаадгезионный слой и 100 нм из поликристаллического напылением золотом). Имейте в виду, что наиболее заметным отличием является то, что в приборе FT-ICR-SIMS поверхность находится внутри отверстие сверхпроводящего магнита. Наличие магнита требует, чтобы поверхности быть помещен в конце 5 футов ручного Z-переводчика, чтобы они могли быть расположены безопасно и подвижно на задней стенке клетки ICR.
  2. С помощью интерфейса нагрузки замок, положение круговую поверхность SAM на задней захвата пластины ячейки ICR, расположенной внутри 6 Тесла магнита. Примечание: Помните, что этот инструмент является специально разработанный 6-Тесла FT-ICR масс-спектрометр настроен для изучения ионно-поверхностные взаимодействия 97120.
  3. Используйте ионов мягкой посадки часть прибора FT-ICR-SIMS аналогично тому, как описано в разделе 2.
  4. С помощью источника ионов цезия, чтобы создать непрерывную луч 8 кВ Cs + первичных ионов для распыления на поверхности в теченией после ионного мягкой посадки.
  5. Использование источник ESI расположенный под углом 90 ° к оси основного инструмента для генерации ионов для мягкой посадки. Фокус ионы через 90 ° изгиба квадрупольные 120. Примечание: Помните, эта геометрия инструмент облегчает одновременное мягкую посадку на Ru (бипиридин) 3 2 + и передачи первичной ионного пучка Cs + к поверхности, тем самым, позволяющих следить за процессом мягкой посадки и во время и после осаждения ионов.
  6. Ловушка и анализировать вторичных ионов, вылетающих с поверхности с помощью FT-ICR-МС. Примечание: Применять статические условия SIMS, соответствующие общей потока ионов около 10 10 ионов / см 2 (ток 4 нА, длительность 80 мкс, диаметр пятна 4,6 мм, 10 кадров в спектре, ~ 200 точек данных) для этих экспериментов, которые длятся около 7 час. Среднем каждый спектр SIMS более 10 выстрелов, соответствующих времени приобретения ~ 10 сек.
  7. Приобретать данные кинетики путем отбора проб SAM SurfAсе каждые 4 мин в течение примерно 7 часов во время и после осаждения ионов.
  8. Выполнение сбора данных и управления инструмента с использованием автоматизированной системы модульной управления данными, описанными в литературе 121.

5. Анализ по in-situ IRRAS во время и после мягкой посадки

  1. Подготовка SAM поверхностей для экспериментов с на месте IRRAS инструмента, аналогично тому, как описано в разделе 1. Примечание: Помните, что наибольшая разница с результатами IRRAS прибор от точного позиционирования поверхности с г-переводчика, который Необходимо найти субстрата в фокальной точке из параболических зеркал и в соответствии с пучком ионов. Максимально перекрытие между инфракрасного луча и месте осажденных ионов на поверхности.
  2. Проводите IRRAS экспериментов в геометрии скользящего падения, использующей ПФИК оснащенный охлаждаемым жидким азотом кадмий-ртуть-теллурида (MCT) Детектор.
  3. Использование золотую покрытием плоское зеркало, чтобы направлять свет, выходящий из спектрометр FTIR на параболического зеркала золота. Отражение света от параболического зеркала через среднего инфракрасного проволочной сетки поляризатора и в вакуумную камеру через окна просмотра.
  4. Направить инфракрасный свет от спектрометра на поверхность COOH-SAM, расположенный внутри вакуумной камеры. Примечание: вакуумная камера проводится при давлении 10 -5 Торр при ионной мягкой посадки.
  5. Расположите отражающий SAM на поверхности золота внутри вакуумной камеры в фокальной точке первого параболического зеркала с помощью приводом от двигателя Z-переводчик.
  6. Отражает ИК-свет, попадающий в вакуумную камеру от поверхности SAM и из камеры через второе просмотра. Используйте второй параболический золотой зеркало, чтобы сфокусировать свет, отраженный от поверхности на детекторе MCT.
  7. Выпустите пути луча ИК вне вакуумной камеры с N 2.
  8. Переменный токдесть спектры через определенные промежутки времени в процессе осаждения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

1. Исследование реактивности Ru (BPY) 3 2 + на СООН-ЗРК Использование на месте ВП SIMS

Мягкая посадка металлоорганических ионов масс-выбраны на функционализированного ЗРК сначала показано на месте с помощью TOF-SIMS, чтобы обеспечить максимальную чувствительность к обнаружению аддуктов, образованных между осажденных ионов и молекул в отдельных монослоев, а также любых продуктов химических реакций после воздействия поверхностей в химически активных газов. Двухзарядный Ru (бипиридин) 3 2 + ионов происходит от растворения и диссоциации твердофазных трис (2,2 '-бипиридил) кристаллы dichlororuthenium (II) гексагидрата в метаноле. Ru (бипиридин) 3 2 + м / з = 285 дикатион выбран для представительных мягких экспериментов посадочных описанных здесь является наиболее распространенным ионов, полученные от электрораспылительной ионизации раствора. Undercoordinated Ru (бипиридин) 2 2 + ионовс готовятся фрагментации одного бипиридин лиганда от каждого полностью лигированной Ru (бипиридин) 3 2 + ионов. Это индуцируется газофазного индуцированные столкновениями-диссоциации в первом квадрупольного области мягкой посадки инструмента, схематически изображенной на рисунке 1. Ионный ток около 100 мкА и 60 мкА направлена ​​на СООН-SAM поверхностей для 30 и 45 мин в течение Ru (бипиридин) 3 2 + и Ru (бипиридин) 2 2 +, соответственно, что соответствует общей доставке 5 х 10 11 ионов масс-выбраны к круговому месте приблизительно 3 мм в диаметре. Кинетическая энергия ионов, приближающихся к поверхности определяется путем корректировки потенциалы, применяемые к второй столкновения квадрупольного (см. рисунок 1) и поверхность. Кинетическая энергия установлен на уровне около 10 эВ на одной зарядке для всех мягких экспериментов посадочных совершенные на основе на месте ВП SIMS аппарат.

После мягкой посадки из 5 х10 11 нетронутыми Ru (бипиридин) 3 2 + ионы на поверхности COOH-SAM, ряд новых пиков, которые не представляют до осаждения стать заметным в спектрах ВП SIMS. Изотопные конверты, соответствующие неповрежденной двухзарядного Ru (бипиридин) 3 2 + м / з = 285 и однозарядных Ru (BPY) 3 + м / з = 570 наблюдаются следующие мягкую посадку Ru (BPY) 3 2 + на СООН- SAM поверхность. Относительное содержание этих видов предполагает, что снижение ионного заряда из Ru (бипиридин) 3 2 + для Ru (бипиридин) 3 + происходит быстро на поверхности COOH-SAM. Другой изотопный конверт присутствует в м / э = 414, что соответствует фрагменту Ru (бипиридин) 2 +. Это однозарядный ион, который возникает в результате потери одного бипиридин лиганда из однозарядного Ru (бипиридин) 3 +, скорее всего формируется через диссоциации Ru (бипиридин) 3+ Во время анализа по TOF-SIMS. В противоположность этому спектр TOF-SIMS получены после мягкой посадки фрагмента Ru (бипиридин) 2 2 + отсутствует любой из характерных пиков, связанных с интактной комплекса (т.е. Ru (бипиридин) 3 2 + или Ru (бипиридин) 3 +) . Самое главное, пик, соответствующий Ru (BPY) 2-тиола + аддукт при м / з = 700 наблюдается который указывает на очень сильное связывание между undercoordinated иона и поверхности монослоя. Пики, соответствующие этого вида являются видное на рисунке 2а.

После мягкой посадки, поверхности СООН-SAM подвергаются контролируемых давлений либо O 2 или C 2 H 4 в регионе осаждения прибора для изучения химической активности иммобилизованных металлоорганических комплексов. После воздействия газа, поверхности анализируются снова на месте TOF-SIMS.Представлены на рисунках 2b и 2с являются на месте ВП SIMS спектров, полученных непосредственно после воздействия на СООН-SAM поверхностей, содержащих мягкие приземлился Ru (BPY) 3 2 + и Ru (бипиридин) 2 2 + ионов к O 2 и С 2 Н 4. Как уже говорилось в предыдущем пункте, после мягкой посадки Ru (бипиридин) 2/3 2 + на СООН-SAM поверхностями наблюдается изотопный распределение, соответствующее электростатического аддукта, образованной между ионами и молекулами поверхности. После экспозиции поверхности до 10 -4 Торр О 2 в течение 30 мин спектры TOF-SIMS показывают, что существует очевидная снижение обилия пике аддукта в м / г = 700 сопровождается сопутствующим увеличением обилия два новых изотопные конверты с центрами в м / г = 716,2 и 732,2. Эти пики соответствуют добавлением атомной (O) и молекулярно-(O 2) кислородв металлоорганического поверхности аддукта, соответственно. Кроме того, этот аддукт по-видимому, можно окислить с близко к 50% эффективности преобразования. После воздействия O 2 и анализа на месте TOF-SIMS поверхности расположены обратно в мягкой посадки области прибора и подвергается 10 -4 Торр из C 2 H 4 в течение 30 мин. После второй экспозиции газа поверхность снова переведен в SIMS области инструмента для очередного раунда анализа. Инспекция спектра ВП SIMS после воздействия C 2 H 4 указывает на уменьшение относительного содержания однократно окисленного металлорганическим аддукта в м / з = 716. Это наблюдение согласуется с деоксигенации иммобилизованным металлорганическим комплекса при воздействии C 2 Н 4. Эта гипотеза привести к образованию окисленного углеводорода (C 2 H 4 O), который выделяется в газовой фазе. Таким образом, тртельное сочетание мягкой посадки массовых выбранных ионов и анализом по натурных TOF-SIMS можно селективно выделить металлоорганические соединения на поверхности и изучить их реакционную способность по отношению к газообразных молекул. Кроме того, поведение undercoordinated ионов, которые не доступны в растворе могут быть исследованы. Схема описания того, что достигается за этот репрезентативной системы через сочетание ионов мягкой посадки и анализа по на месте ВП SIMS представлена ​​на рисунке 3.

2. Изучение Charge Удержание Ru (BPY) 3 2 + на СООН-ЗРК Использование на месте FT-ICR-SIMS

Мягкая посадка ионов массового выбран также проводится с использованием второй инструмент, который позволяет анализ поверхностей на месте FT-ICR-SIMS. Этот дополнительный подход, который позволяет SIMS анализ поверхностей во время и после мягкой посадки ионов, способна обеспечить модулиРАВО в кинетике уменьшения заряда и нейтрализации, а также десорбции ионов, осажденных на поверхности 115. Это особенно мощная техника, потому что относительное обилие различных ионных состояний заряда на поверхности может быть отображен в течение периода от нескольких часов. Представитель результаты Ru (бипиридин) 3 2 + мягкая приземлился на поверхность СООН-SAM представлены на рисунке 4. Во время мягкая посадка двухзарядного Ru (BPY) 3 2 + ионов демонстрирует линейный рост изобилия на поверхности СООН-SAM . Измеренное изобилие достигает максимума в конце мягкой посадки и сопровождается длительного плато на поверхности COOH-SAM. Это означает, что поверхность COOH-SAM особенно эффективен при сохранении заряда ионов состояние интактных ионов следующих мягкую посадку. Однозарядный Ru (бипиридин) 3 + ионов также наблюдается линейное увеличение обилия по времени во время мягкой посадки . В конце мягкой посадки, однако, однозарядный ион уменьшается в изобилии. Обилие однократно заряженного иона фрагмента в результате потери одного бипиридин лиганда из Ru (BPY) 3 + образуя Ru (BPY) 2 + также показано на рисунке 4. Этот ион отображает линейное увеличение изобилия во время мягкой посадки с последующим снижением в изобилии на СООН-SAM после окончания осаждения. Потому что энергия ионов к поверхности увеличивается с уровня заряда, то разумно предположить, что однозарядные ионы проходят более легким десорбции с поверхности по сравнению с двукратно заряженных ионов, что согласуется с более быстрой потере однократно заряженных ионов наблюдавшиеся в этом исследовании. Мягкая посадка в сочетании с на месте FT-ICR-SIMS, следовательно, мощный метод для исследования процессов, таких как снижения заряда, нейтрализации и десорбции ионов, осажденных на поверхности.

ove_title "> 3. Исследование структурных особенностей Ru (бипиридин) 3 2 + на СООН-ЗРК Используя В Ситу IRRAS

Третий инструмент, используемый для характеристики мягкую посадку ионов может получить колебательные спектры с Ru (BPY) 3 2 + ионов на COOH-ЗРК в дополнение к обнаружения изменений в химически модифицированной поверхностью за счет ионно-поверхностных взаимодействий. Этот инструмент особенно мощным, поскольку он измеряет изменения в колебательных особенностей поверхности во время и после мягкой посадки. Таким образом, богатство структурной информации о мягкой земельных ионов могут быть получены с помощью этого инструмента, при условии, что уровень суб-монослой ионов откладываются и что дипольные моменты перехода мягкий приземлился ионы выравниваются выгодно и обладают достаточной интенсивностью, чтобы взаимодействовать с поляризованного ИК фотоны, падающие на поверхность.

Инфракрасный спектр получены после мягкой Ландинг 5 х 10 12 Ru (BPY) 3 2 + ионов на поверхность COOH-SAM представлен на рисунке 5. Отметим, что, поскольку ИК-спектр голой СООН-SAM был использован в качестве фонового спектра, особенности наблюдалось после осаждения ионов происходят исключительно из колебательных мод мягких посадку ионов. Девять колебательные функции звездочкой отметил в ИК-спектре также уникальные спектроскопические подписи Ru (бипиридин) 3 2 +. Эти ИК особенности находятся в хорошем согласии с ранее присвоенных значений для этого металлорганическим иона 122123. Из наблюдаемых колебательных частот, ЦК растяжения (1606; 1570; 1042 см -1) и ГКБ изгиба (1466; 1450; 1420; 1257; 1186 см -1) полосы, а также ИК подписи протяжения CN в 1549 см -1 назначаются как уникальных особенностей молекулярной структуры Ru (бипиридин) 3 2 +. При проведении ионмягкие эксперименты посадки, желательно, чтобы характеризовать поверхность с использованием методов спектроскопии для подтверждения личности видов депонированных и получить представление о возможных изменениях в структуре, которые могут возникнуть в результате ионно-поверхностных взаимодействий. С этой целью, в Ситу IRRAS мягкая посадка инструмент оказывается ценным ресурсом, который вносит свой ​​вклад в более широком информации, собранной о системе интереса с использованием TOF и FT-ICR-SIMS.

Рисунок 1
. Рисунок 1 Схематическое изображение прибора осаждения ионов соединен с TOF-SIMS: Я, ионный воронка область (7 х 10 -1 Торр). II, столкновение квадрупольного область (1 х 10 -1 Торр). III, массового отбора и фокусировка область (2 х 10 -4 Торр). IV, осаждение повторноГион (1 х 10 -6 Торр). (1) с подогревом капилляр, (2) электродинамической ионный воронка, (3) путевые проводимость, (4) первое столкновение квадрупольный, (5) предел второго проводимость, (6) решения квадрупольный, (7) 2 фокусирующих линз, (8) второе столкновение квадрупольный, (9) предел третий проводимость, (10) Einzel объектив, (11) квадрупольные Бендер, (12) две линзы Einzel, (13) целевой платформы, (14) для поверхностного монтажа, (15) магнитные переводчики. Эта цифра была изменена с [аналитической химии 2010, 82 (13), 5718-5727]. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 2
Рисунок 2. Спектры TOF-SIMS (м / з 690-740). Получено) после Рождествос выбранным осаждение Ru (бипиридин) 2 2 + (черный) и Ru (бипиридин) 3 2 + (красный) на поверхность СООН-SAM, б) после воздействия O 2 и в) после контакта с C 2 H 4. Эта цифра была изменена с [Химия-A European Journal 2010, 16 (48), 14433-14438]. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 3
Рисунок 3. Схематическое изображение иммобилизации Ru (бипиридин) 2 2 + на СООН-SAM поверхности через газофазного лиганда зачистки и мягкой посадки ионов массового выбран. Эта цифра была изменена с [химии-A европEAN Журнал 2010, 16 (48), 14433-14438]. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 4
Рисунок 4. FT-ICR SIMS кинетические участков. Получены для Ru (бипиридин) 3 2 + (м / з = 285, черные квадраты), Ru (бипиридин) 3 + (м / з = 570, синий треугольники) и Ru (BPY ) 2 + (м / з = 414, красные точки) после мягкой посадки Ru (бипиридин) 3 2 + на поверхности СООН-SAM. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 5 Рисунок 5. IRRAS спектр ~ 5 х 10 12 Ru (BPY) 3 2 + ионы мягких приземлился на поверхности COOH-SAM. Основными колебательные функции, назначенные Ru (бипиридин) 3 2 + обозначаются звездочкой. Нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Мягкая посадка ионов массового выбран обычно проводят с использованием уникальной специально построенный приборов, которая существует в нескольких лабораториях по всему миру, которые специально оборудованных для этих экспериментов. Модификации постоянно вносятся в этих инструментов для содействия ионизацию более широкий спектр соединений, для достижения больших ионных токов и более короткое время осаждения, для мультиплексирования мягкую посадку и тем самым добиться одновременное осаждение нескольких видов в разных местах на поверхности, и позволяют более точно выбор ионов как отношения массы к заряду и подвижности ионов до осаждения. Аналогичным образом, постоянно меняется состав методов характеризации в настоящее время в сочетании с ионной мягкой посадки приборов для того, чтобы на месте анализа осажденного материала. Несмотря на эти различия между отдельными инструментами, один из самых распространенных проблем, возникающих в мягких экспериментов посадочных является невозможностьмаршрут достаточно сильное и стабильное пучок ионов масс-выбран из исходного области инструмента на поверхность. Это может быть результатом недостаточной эффективности ионизации в источнике, неправильно отрегулировать напряжение, что рулить ионы через прибор, и бедными электрический контакт между поверхностью и электрометра используется для измерения тока мягких земельных ионов. В таких проблемных ситуаций, ионный пучок может быть направлен через прибор вручную сначала максимизации ионный ток, измеренный на самой ранней стадии прибора, а затем систематически оптимизации тока, измеряемого на каждого последующего оптического вдоль общей пути луча. Общие проблемы, возникшие в ходе на месте анализа мягких земельных материалов включают большие фоновые сигналы от загрязняющих молекул, таких как придаточных углеводородов. По этой причине очень важно, чтобы поверхности готовятся тщательно и воспроизводимо перед каждым мягкой эксперимента посадки.

Такфутов посадка ионов массового выбран может быть использован для получения очень четких поверхностей для последующего анализа на месте ВИМС и IRRAS спектроскопии, а также целый ряд дополнительных Экс месте микроскопии и спектроскопии методов 6. Массовая селекция предлагает точный контроль над молекулярного состава и ионного состояния заряда мягких земельных материалов. Кроме того, беспрецедентный чистота поверхности можно получить с ионной мягкой посадки, потому что общие примеси, такие как нейтральные молекулы, противоионов и растворителя, которые присутствуют в растворе, удаляются из ионного пучка перед осаждением так что только ионы масс-выбраны доставляются к подложке под стерильные вакуумные условия. Охват ионов на поверхности может быть тщательно контролировать путем контроля тока мягких земельных ионов и изменения длины осаждения соответственно. Кинетическая энергия ионов может быть уменьшено до достижения мягких условиях посадки или увеличение содействовать реагироватьив посадки через образование ковалентной связи 14 или "пиннинга" ионов в поверхность 22.

В месте ВП SIMS, по сравнению с другой техники FT-ICR-SIMS, как правило, характеризуется большей чувствительностью, большей динамического диапазона, меньше фрагментации распыленных вторичных ионов, и меньше реакций распыленного вещества в факеле вторичных ионов. Чем больше динамический диапазон и выше чувствительность TOF-SIMS включить обнаружение низкой численности видов, производимых ионов мягкой посадки на поверхности. Использование на месте TOF-SIMS можно определить аддукты, которые образуются между мягких земельных ионов и молекул на отдельных однослойных поверхностей. Кроме того, на месте ВП SIMS показывает, что undercoordinated ионы, подготовленные в газовой фазе столкновения индуцированной диссоциации может быть более активным в направлении поверхности иммобилизации, чем полностью лигированных ионов. Следует отметить, что эти ионы металлов undercoordinated не существуют в гое фазы раствора и, следовательно, представляют собой новые виды подготовленные с использованием возможностей мягкой посадки приборов и выявленных с помощью TOF-SIMS. Еще одним мощным Способность в месте ВП SIMS инструмента является возможность подвергать поверхности до контролируемых давлений химически активных газов и впоследствии анализировать любые изменения в составе поверхности, не нарушая вакуум.

В месте FT-ICR-SIMS, в то время как в целом менее чувствительны и склонны к несколько более высоких урожаев осколочных ионов и продуктов газофазных ионно-молекулярных реакций, чем TOF-SIMS, предлагает дополнительные возможности, чтобы быть способным контролировать состав поверхности во время и после мягкой посадки в течение периода нескольких часов. Эта информация имеет решающее значение для понимания процессов, таких как снижение заряда и десорбции ионов с поверхности. Например, этот инструмент был использован ранее для контроля окислительно-восстановительный химия, происходящих между двумя различными ионамимягкая приземлился на том же ЗРК 80. Кроме того, сокращение заряда и десорбции кинетика многократно протонированных ионов пептидных также были изучены с помощью этого инструмента и данных была применена для получения кинетической модели, описывающее эволюцию различных заряженных частиц на поверхностях ЗРК с течением времени.

Используя в точке IRRAS, структурная информация о производстве земельных ионов на поверхности может быть получена чтобы убедиться, что ионы сохраняют свою целостность в процессе осаждения. Это достигается путем сравнения измеренного инфракрасные спектры ионов на поверхности с предыдущим спектров, полученных с помощью инфракрасной спектроскопии на этапе газовой фазы и раствора, а также ИК-спектров и рассчитывается с использованием теоретического моделирования. При сравнении этой известной структурной информации с измеренными колебательных характеристик депонированных образцов, могут быть идентифицированы изменения в газофазных структур. Кроме того, проникновение в ионно-поверхностных взаимодействий может быть какcertained из наблюдения колебательных функций, что увеличение интенсивности в ходе мягкой посадки. Такое наблюдение согласуется с образованием новых связей на поверхности. В том же духе, колебательные характеристики, которые снижают в процессе мягкой посадки может свидетельствовать о реакции облигаций разорвать.

Контролируемое подготовка высокочистых тонких пленок на поверхности необходимо для разнообразных применений в материаловедении и микротехнологий 124. В настоящее время, популярный способ получения тонких пленок органических и гибридных органических-неорганических интерфейсов молекулярный осаждения слоя (MLD), который зависит от самоограниченных межфазных реакций, протекающих между молекулами и поверхностями 125126. MLD позволяет большой контроль над процессом осаждения и, следовательно, как правило, производит более качественные фильмы на поверхностях, чем методов решения фазы 127. Тем не менее, несмотря на широкое Commercial использование MLD, этот метод, как известно, страдают от нескольких ключевых ограничений, которые были рассмотрены в недавней публикации 128. Самое главное, в связи с тем, что MLD опирается на осаждении нейтральных молекул из газовой фазы она ограничена термически стабильных реагирующих веществ, имеющих достаточное давление паров с получением эффективные скорости осаждения, не вызывая термическое разложение соединения. Другим ограничением MLD проистекает из того факта, что реакционная способность молекул с твердыми носителями могут быть значительно снижены в отсутствие растворителя. Мягкая посадка ионов массового выбран на поверхности преодолевает эти основные ограничения MLD. Во-первых, нежный ионизации наниматель электронапыление может привести ионы больших термонеустойчивых молекул, которые имеют очень низкую летучесть, не вызывая фрагментацию или деградации. Кроме того, не-тепловые источники ионов может быть использован для создания ряда однородных или разнородных кластеров и наночастиц, которые не чувствительны к Thermaл испарения. Кроме того, ионы могут быть ускорены до осаждения с кинетической энергией, необходимой для преодоления любых потенциальных барьеров, связанных с межфазных реакций.

Мягкая посадка ионов массового выбран особенно хорошо подходит к управляемому иммобилизации сложных молекул, кластеров и наночастиц на подложках. Тем не менее, подготовка промышленных масштабах материалов с этой техникой ограничен в связи с тем, что типичные ионные токи, полученные с ESI несколько порядков ниже, чем те, в настоящее время используется в существующих методов микро-и нанофабрикации. Продолжающееся развитие ярких высокой передачи источников ESI 129-131, высокой мощности и высокой скоростью повторения импульсных лазерных источников 25132 и непрерывных источников на основе постоянного и РФ магнетронного распыления 43,65,133-135 является решающим условием для перехода мягкую посадку от мощного инструмента в фундаментальной науки к практическим подходомдля микротехнологий. В будущем, сочетая мягкую посадку с разделением подвижности ионов 113 будет способствовать точный контроль как на первичном, и на вторичном структуры комплексных ионов, что важно как для практического применения, а также для изучения влияния различных поверхностей на вторичной структуры иммобилизованные ионы. Кроме того, уникальные возможности мягкой посадки приборов будет использоваться для управления молекулами в газовой фазе, либо через столкнови фрагментации или ионно-молекулярных реакций, для создания новых видов, которые не получены через синтез в растворе.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Acknowledgments

Это исследование было профинансировано Управлением основной энергии наук, Отдел химических наук, наук о Земле и биологических наук Департамента энергетики США (DOE). GEJ признает поддержку от Линуса Полинга стипендий и направленный программы лаборатории исследований и разработок в северо-западной национальной лаборатории Тихого океана (PNNL). Эта работа была выполнена с использованием ЛСМЭ, национальный научный пользователя объекта автором которого Департамента Управление энергетики биологических и экологических исследований и расположенный в PNNL. PNNL управляется Battelle для Министерства энергетики США.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Gold on Silicon Substrates 1 cm2 Platypus Technologies Au.1000.SL1custom  
Gold on Silicon Substrates 4.8 mm diameter circular SPI Supplies 4176GSW-AB  
Glass Scintillation Vials Fisher Scientific 03-337-14  
Non-denatured Ethanol Sigma-Aldrich 459836-1L  
Ultraviolet Cleaner Boekel Scientific  
16-Mercaptohexadecanoic Acid Sigma-Aldrich 448303-5G  
Hydrochloric Acid Sigma-Aldrich 320331-500ML  
Aluminum Foil Sigma-Aldrich Z185140-1EA  
Metal Forceps/Tweezers Wiha 49185  
Nitrile Gloves Fisher Scientific S66383  
Tris(2,2′-bipyridine)dichlororuthenium(II) hexahydrate Sigma-Aldrich 224758-1G  
Methanol Sigma-Aldrich 322415-1L  
1 ml Gas Tight Glass Syringe Hamilton  
Syringe Pump KD Scientific 100  
360 μm ID Fused Silica Capillary Polymicro Technologies TSP075375  
High Resistance Electrometer Keithley 6517A  
Commercial TOF-SIMS Instrument Physical Electronics TRIFT  
Ultra High Purity Oxygen Matheson G1979175  
Research Purity Ethylene Matheson G2250178  
Cesium Ion Source Heat Wave Labs 101502  
Commercial FTIR Spectrometer Bruker Vertex 70  

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gologan, B., Green, J. R., Alvarez, J., Laskin, J., Cooks, R. G. Ion/surface reactions and ion soft-landing. Physical Chemistry Chemical Physics. 7, 1490-1500 (2005).
  2. Perez, A., et al. Functional nanostructures from clusters. Int J Nanotechnol. 7, 523-574 (2010).
  3. Laskin, J., Wang, P., Hadjar, O. Soft-landing of peptide ions onto self-assembled monolayer surfaces: an overview. Physical Chemistry Chemical Physics. 10, 1079-1090 (2008).
  4. Cyriac, J., Pradeep, T., Kang, H., Souda, R., Cooks, R. G. Low-Energy Ionic Collisions at Molecular Solids. Chem Rev. 112, 5356-5411 (2012).
  5. Verbeck, G., Hoffmann, W., Walton, B. Soft-landing preparative mass spectrometry. Analyst. 137, 4393-4407 (2012).
  6. Johnson, G. E., Hu, Q. C., Laskin, J. Soft Landing of Complex Molecules on Surfaces. Annu Rev Anal Chem. 4, 83-104 (2011).
  7. Ouyang, Z., et al. Preparing protein microarrays by soft-landing of mass-selected ions. Science. 301, 1351-1354 (2003).
  8. Blake, T. A., et al. Preparative linear ion trap mass spectrometer for separation and collection of purified proteins and peptides in arrays using ion soft landing. Anal Chem. 76, 6293-6305 (2004).
  9. Blacken, G. R., Volny, M., Vaisar, T., Sadilek, M., Turecek, F. In situ enrichment of phosphopeptides on MALDI plates functionalized by reactive landing of zirconium(IV)-n-propoxide ions. Anal Chem. 79, 5449-5456 (2007).
  10. Blacken, G. R., et al. Reactive Landing of Gas-Phase Ions as a Tool for the Fabrication of Metal Oxide Surfaces for In Situ Phosphopeptide Enrichment. J Am Soc Mass Spectr. 20, 915-926 (2009).
  11. Wang, P., Laskin, J. Helical peptide arrays on self-assembled monolayer surfaces through soft and reactive landing of mass-selected ions. Angew Chem Int Edit. 47, 6678-6680 (2008).
  12. Hu, Q. C., Wang, P., Laskin, J. Effect of the surface on the secondary structure of soft landed peptide ions. Phys Chem Chem Phys. 12, 12802-12810 (2010).
  13. Wang, P., Hadjar, O., Laskin, J. Covalent immobilization of peptides on self-assembled monolayer surfaces using soft-landing of mass-selected ions. J Am Chem Soc. 129, 8682-8683 (2007).
  14. Wang, P., Hadjar, O., Gassman, P. L., Laskin, J. Reactive landing of peptide ions on self-assembled monolayer surfaces: an alternative approach for covalent immobilization of peptides on surfaces. Physical Chemistry Chemical Physics. 10, 1512-1522 (2008).
  15. Nanita, S. C., Takats, Z., Cooks, R. G., Myung, S., Clemmer, D. E. Chiral enrichment of serine via formation, dissociation, and soft-landing of octameric cluster ions. J Am Soc Mass Spectr. 15, 1360-1365 (2004).
  16. Pepi, F., et al. Soft landed protein voltammetry. (33), 3494-3496 (2007).
  17. Mazzei, F., et al. Soft-landed protein voltammetry: A tool for redox protein characterization. Anal Chem. 80, 5937-5944 (2008).
  18. Mazzei, F., Favero, G., Frasconi, M., Tata, A., Pepi, F. Electron-Transfer Kinetics of Microperoxidase-11 Covalently Immobilised onto the Surface of Multi-Walled Carbon Nanotubes by Reactive Landing of Mass-Selected Ions. Chemistry-a European Journal. 15, 7359-7367 (2009).
  19. Rauschenbach, S., et al. Electrospray Ion Beam Deposition: Soft-Landing and Fragmentation of Functional Molecules at Solid Surfaces. Acs Nano. 3, 2901-2910 (2009).
  20. Saf, R., et al. Thin organic films by atmospheric-pressure ion deposition. Nat Mater. 3, 323-329 (2004).
  21. Rader, H. J., et al. Processing of giant graphene molecules by soft-landing mass spectrometry. Nature Materials. 5, 276-280 (2006).
  22. Xirouchaki, C., Palmer, R. E. Pinning and implantation of size-selected metal clusters: a topical review. Vacuum. 66, 167-173 (2002).
  23. Xirouchaki, C., Palmer, R. E. Deposition of size-selected metal clusters generated by magnetron sputtering and gas condensation: a progress review. Philos T Roy Soc A. 362, 117-124 (2004).
  24. Li, Z. Y., et al. Three-dimensional atomic-scale structure of size-selected gold nanoclusters. Nature. 451, (2008).
  25. Heiz, U., Vanolli, F., Trento, L., Schneider, W. D. Chemical reactivity of size-selected supported clusters: An experimental setup. Rev Sci Instrum. 68, 1986-1994 (1997).
  26. Heiz, U., et al. Chemical reactions on size-selected clusters on surfaces. Nobel Symp. 117, 87-98 (2001).
  27. Kunz, S., et al. Size-selected clusters as heterogeneous model catalysts under applied reaction conditions. Phys Chem Chem Phys. 12, 10288-10291 (2010).
  28. Wepasnick, K. A., et al. Surface Morphologies of Size-Selected Mo-100 +/- 2.5 and (MoO3)(67+/-1.5) Clusters Soft-Landed onto HOPG. J Phys Chem C. 115, 12299-12307 (2011).
  29. Lim, D. C., Dietsche, R., Gantefor, G., Kim, Y. D. Size-selected Au clusters deposited on SiO2/Si: Stability of clusters under ambient pressure and elevated temperatures. Appl Surf Sci. 256, 1148-1151 (2009).
  30. Woodward, W. H., Blake, M. M., Luo, Z. X., Weiss, P. S., Castleman, A. W. Soft-Landing Deposition of Al-17(-) on a Hydroxyl-Terminated Self-Assembled Monolayer. J Phys Chem C. 115, 5373-5377 (2011).
  31. Benz, L., et al. Landing of size-selected Ag-n(+) clusters on single crystal TiO2 (110)-(1x1) surfaces at room temperature. J Chem Phys. 122, (2005).
  32. Tong, X., et al. Intact size-selected Au-n clusters on a TiO2(110)-(1 x 1) surface at room temperature. J Am Chem Soc. 127, 13516-13518 (2005).
  33. Kahle, S., et al. The Quantum Magnetism of Individual Manganese-12-Acetate Molecular Magnets Anchored at Surfaces. Nano Lett. 12, 518-521 (2012).
  34. Proch, S., Wirth, M., White, H. S., Anderson, S. L. Strong Effects of Cluster Size and Air Exposure on Oxygen Reduction and Carbon Oxidation Electrocatalysis by Size-Selected Pt-n (n <= 11) on Glassy Carbon Electrodes. J Am Chem Soc. 135, 3073-3086 (2013).
  35. Kaden, W. E., Wu, T. P., Kunkel, W. A., Anderson, S. L. Electronic Structure Controls Reactivity of Size-Selected Pd Clusters Adsorbed on TiO2 Surfaces. Science. 326, 826-829 (2009).
  36. Binns, C. Nanoclusters deposited on surfaces. Surf Sci Rep. 44, 1-49 (2001).
  37. Johnson, G. E., Priest, T., Laskin, J. Coverage-Dependent Charge Reduction of Cationic Gold Clusters on Surfaces Prepared Using Soft Landing of Mass-Selected Ions. J Phys Chem C. 116, 24977-24986 (2012).
  38. Johnson, G. E., Priest, T., Laskin, J. Charge Retention by Gold Clusters on Surfaces Prepared Using Soft Landing of Mass Selected Ions. Acs Nano. 6, 573-582 (2012).
  39. Johnson, G. E., Wang, C., Priest, T., Laskin, J. Monodisperse Au-11 Clusters Prepared by Soft Landing of Mass Selected Ions. Anal Chem. 83, 8069-8072 (2011).
  40. Zachary, A. M., Bolotin, I. L., Asunskis, D. J., Wroble, A. T., Hanley, L. Cluster Beam Deposition of Lead Sulfide Nanocrystals into Organic Matrices. Acs Appl Mater Inter. 1, 1770-1777 (2009).
  41. Ayesh, A. I., Qamhieh, N., Ghamlouche, H., Thaker, S., El-Shaer, M. Fabrication of size-selected Pd nanoclusters using a magnetron plasma sputtering source. J Appl Phys. 107, (2010).
  42. Ayesh, A. I., Thaker, S., Qamhieh, N., Ghamlouche, H. Size-controlled Pd nanocluster grown by plasma gas-condensation method. J Nanopart Res. 13, 1125-1131 (2011).
  43. Ayesh, A. I., Qamhieh, N., Mahmoud, S. T., Alawadhi, H. Fabrication of size-selected bimetallic nanoclusters using magnetron sputtering. J Mater Res. 27, 2441-2446 (2012).
  44. Datta, D., Bhattacharyya, S. R., Shyjumon, I., Ghose, D., Hippler, R. Production and deposition of energetic metal nanocluster ions of silver on Si substrates. Surf Coat Tech. 203, 2452-2457 (2009).
  45. Majumdar, A., et al. Surface morphology and composition of films grown by size-selected Cu nanoclusters. Vacuum. 83, 719-723 (2008).
  46. Tang, J., Verrelli, E., Tsoukalas, D. Assembly of charged nanoparticles using self-electrodynamic focusing. Nanotechnology. 20, 10 (2009).
  47. Gracia-Pinilla, M. A., Martinez, E., Vidaurri, G. S., Perez-Tijerina, E. Deposition of Size-Selected Cu Nanoparticles by Inert Gas Condensation. Nanoscale Res Lett. 5, 180-188 (2010).
  48. Banerjee, A. N., Krishna, R., Das, B. Size controlled deposition of Cu and Si nano-clusters by an ultra-high vacuum sputtering gas aggregation technique. Appl Phys. 90, 299-303 (2008).
  49. Judai, K., et al. A soft-landing experiment on organometallic cluster ions: infrared spectroscopy of V(benzene)(2) in Ar matrix. Chemical Physics Letters. 334, 277-284 (2001).
  50. Mitsui, M., Nagaoka, S., Matsumoto, T., Nakajima, A. Soft-landing isolation of vanadium-benzene sandwich clusters on a room-temperature substrate using n-alkanethiolate self-assembled monolayer matrixes. J Phys Chem B. 110, 2968-2971 (2006).
  51. Nagaoka, S., Matsumoto, T., Okada, E., Mitsui, M., Nakajima, A. Room-temperature isolation of V(benzene)(2) sandwich clusters via soft-landing into n-alkanethiol self-assembled monolayers. J Phys Chem B. 110, 16008-16017 (2006).
  52. Nagaoka, S., Matsumoto, T., Ikemoto, K., Mitsui, M., Nakajima, A. Soft-landing isolation of multidecker V-2(benzene)(3) complexes in an organic monolayer matrix: An infrared spectroscopy and thermal desorption study. J Am Chem Soc. 129, 1528-1529 (2007).
  53. Nagaoka, S., Ikemoto, K., Matsumoto, T., Mitsui, M., Nakajima, A. Soft-landing isolation of gas-phase-synthesized transition metal-benzene complexes into a fluorinated self-assembled monolayer matrix. J Phys Chem C. 112, 15824-15831 (2008).
  54. Ikemoto, K., Nagaoka, S., Matsumoto, T., Mitsui, M., Nakajima, A. Soft-Landing Experiments of Cr(benzene)(2) Sandwich Complexes onto a Carboxyl-Terminated Self-Assembled Monolayer Matrix. J Phys Chem C. 113, 4476-4482 (2009).
  55. Nagaoka, S., Ikemoto, K., Horiuchi, K., Nakajima, A. Soft- and Reactive-Landing of Cr(aniline)(2) Sandwich Complexes onto Self-Assembled Monolayers: Separation between Functional and Binding Sites. J Am Chem Soc. 133, 18719-18727 (2011).
  56. Pepi, F., et al. Chemically Modified Multiwalled Carbon Nanotubes Electrodes with Ferrocene Derivatives through Reactive Landing. J Phys Chem C. 115, 4863-4871 (2011).
  57. Franchetti, V., Solka, B. H., Baitinger, W. E., Amy, J. W., Cooks, R. G. Soft Landing of Ions as a Means of Surface Modification. International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. 23, 29-35 (1977).
  58. Hadjar, O., et al. Design and performance of an instrument for soft landing of Biomolecular ions on surfaces. Anal Chem. 79, 6566-6574 (2007).
  59. Peng, W. P., et al. Ion soft landing using a rectilinear ion trap mass spectrometer. Anal Chem. 80, 6640-6649 (2008).
  60. Shen, J. W., et al. Soft landing of ions onto self-assembled hydrocarbon and fluorocarbon monolayer surfaces. Int J Mass Spectrom. 182, 423-435 (1999).
  61. Bottcher, A., Weis, P., Bihlmeier, A., Kappes, M. M. C-58 on HOPG: Soft-landing adsorption and thermal desorption. Physical Chemistry Chemical Physics. 6, 5213-5217 (2004).
  62. Klipp, B., et al. Deposition of mass-selected cluster ions using a pulsed arc cluster-ion source. Appl Phys a-Mater. 73, 547-554 (2001).
  63. Baker, S. H., et al. The construction of a gas aggregation source for the preparation of size-selected nanoscale transition metal clusters. Rev Sci Instrum. 71, 3178-3183 (2000).
  64. Haberland, H., Karrais, M., Mall, M., Thurner, Y. Thin-Films from Energetic Cluster Impact - a Feasibility Study. J Vac Sci Technol A. 10, 3266-3271 (1992).
  65. Pratontep, S., Carroll, S. J., Xirouchaki, C., Streun, M., Palmer, R. E. Size-selected cluster beam source based on radio frequency magnetron plasma sputtering and gas condensation. Rev Sci Instrum. 76, (2005).
  66. Duncan, M. A. Invited Review Article: Laser vaporization cluster sources. Rev Sci Instrum. 83, (2012).
  67. Wagner, R. L., Vann, W. D., Castleman, A. W. A technique for efficiently generating bimetallic clusters. Rev Sci Instrum. 68, 3010-3013 (1997).
  68. Harbich, W., et al. Deposition of Mass Selected Silver Clusters in Rare-Gas Matrices. J Chem Phys. 93, 8535-8543 (1990).
  69. Denault, J. W., Evans, C., Koch, K. J., Cooks, R. G. Surface modification using a commercial triple quadrupole mass spectrometer. Anal Chem. 72, 5798-5803 (2000).
  70. Mayer, P. S., et al. Preparative separation of mixtures by mass spectrometry. Anal Chem. 77, 4378-4384 (2005).
  71. Badu-Tawiah, A. K., Wu, C. P., Cooks, R. G. Ambient Ion Soft Landing. Anal Chem. 83, 2648-2654 (2011).
  72. Badu-Tawiah, A. K., Campbell, D. I., Cooks, R. G. Reactions of Microsolvated Organic Compounds at Ambient Surfaces: Droplet Velocity, Charge State, and Solvent Effects. J Am Soc Mass Spectr. 23, 1077-1084 (2012).
  73. Laskin, J., Futrell, J. H. Activation of large ions in FT-ICR mass spectrometry. Mass Spectrom Rev. 24, 135-167 (2005).
  74. Laskin, J., Futrell, J. H. Collisional activation of peptide ions in FT-ICR mass spectrometry. Mass Spectrom Rev. 22, 158-181 (2003).
  75. Wysocki, V. H., Joyce, K. E., Jones, C. M., Beardsley, R. L. Surface-induced dissociation of small molecules, peptides,and non-covalent protein complexes. J Am Soc Mass Spectr. 19, 190-208 (2008).
  76. Abbet, S., Judai, K., Klinger, L., Heiz, U. Synthesis of monodispersed model catalysts using softlanding cluster deposition. Pure Appl Chem. 74, 1527-1535 (2002).
  77. Molina, L. M., et al. Size-dependent selectivity and activity of silver nanoclusters in the partial oxidation of propylene to propylene oxide and acrolein: A joint experimental and theoretical study. Catal Today. 160, 116-130 (2011).
  78. Lei, Y., et al. Increased Silver Activity for Direct Propylene Epoxidation via Subnanometer Size Effects. Science. 328, 224-228 (2010).
  79. Lee, S., et al. Selective Propene Epoxidation on Immobilized Au6-10 Clusters: The Effect of Hydrogen and Water on Activity and Selectivity. Angew Chem Int Edit. 48, 1467-1471 (2009).
  80. Peng, W. P., et al. Redox chemistry in thin layers of organometallic complexes prepared using ion soft landing. Phys Chem Chem Phys. 13, 267-275 (2011).
  81. Johnson, G. E., Laskin, J. Preparation of Surface Organometallic Catalysts by Gas-Phase Ligand Stripping and Reactive Landing of Mass-Selected Ions. Chem-Eur J. 16, 14433-14438 (2010).
  82. Castleman, A. W., Jena, P. Clusters: A bridge between disciplines. P Natl Acad Sci USA. 103, 10552-10553 (2006).
  83. Jena, P., Castleman, A. W. Clusters: A bridge across the disciplines of physics and chemistry. P Natl Acad Sci USA. 103, 10560-10569 (2006).
  84. Castleman, A. W., Jena, P. Clusters: A bridge across the disciplines of environment, materials science, and biology. P Natl Acad Sci USA. 103, 10554-10559 (2006).
  85. Yoon, B., et al. Charging effects on bonding and catalyzed oxidation of CO on Au-8 clusters on MgO. Science. 307, 403-407 (2005).
  86. Landman, U., Yoon, B., Zhang, C., Heiz, U., Arenz, M. Factors in gold nanocatalysis: oxidation of CO in the non-scalable size regime. Top Catal. 44, 145-158 (2007).
  87. Habibpour, V., et al. Novel Powder-Supported Size-Selected Clusters for Heterogeneous Catalysis under Realistic Reaction Conditions. J Phys Chem C. 116, 26295-26299 (2012).
  88. Herzing, A. A., Kiely, C. J., Carley, A. F., Landon, P., Hutchings, G. J. Identification of active gold nanoclusters on iron oxide supports for CO oxidation. Science. 321, 1331-1335 (2008).
  89. Turner, M., et al. Selective oxidation with dioxygen by gold nanoparticle catalysts derived from 55-atom clusters. Nature. 454, (2008).
  90. Yin, F., Xirouchaki, C., Guo, Q. M., Palmer, R. E. High-temperature stability of size-selected gold nanoclusters pinned on graphite. Adv Mater. 17, 731-734 (2005).
  91. Palomba, S., Palmer, R. E. Patterned films of size-selected Au clusters on optical substrates. J Appl Phys. 101, (2007).
  92. Yin, F., Lee, S. S., Abdela, A., Vajda, S., Palmer, R. E. Communication: Suppression of sintering of size-selected Pd clusters under realistic reaction conditions for catalysis. J Chem Phys. 134, (2011).
  93. Zamboulis, A., Moitra, N., Moreau, J. J. E., Cattoen, X., Man, M. W. C. Hybrid materials: versatile matrices for supporting homogeneous catalysts. J Mater Chem. 20, 9322-9338 (2010).
  94. Notestein, J. M., Katz, A. Enhancing heterogeneous catalysis through cooperative hybrid organic-inorganic interfaces. Chem-Eur J. 12, 3954-3965 (2006).
  95. Love, J. C., Estroff, L. A., Kriebel, J. K., Nuzzo, R. G., Whitesides, G. M. Self-assembled monolayers of thiolates on metals as a form of nanotechnology. Chem Rev. 105, 1103-1169 (2005).
  96. Peng, W. P., Goodwin, M. P., Chen, H., Cooks, R. G., Wilker, J. Thermal formation of mixed-metal inorganic complexes at atmospheric pressure. Rapid Commun Mass Sp. 22, 3540-3548 (2008).
  97. Alvarez, J., et al. Preparation and in situ characterization of surfaces using soft landing in a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer. Anal Chem. 77, 3452-3460 (2005).
  98. Cyriac, J., Li, G. T., Cooks, R. G. Vibrational Spectroscopy and Mass Spectrometry for Characterization of Soft Landed Polyatomic Molecules. Anal Chem. 83, 5114-5121 (2011).
  99. Johnson, G. E., Lysonski, M., Laskin, J. In Situ Reactivity and TOF-SIMS Analysis of Surfaces Prepared by Soft and Reactive Landing of Mass-Selected Ions. Anal Chem. 82, 5718-5727 (2010).
  100. Nie, Z. X., et al. In Situ SIMS Analysis and Reactions of Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-Selected Cations and Anions Using an Ion Trap Mass Spectrometer. J Am Soc Mass Spectr. 20, 949-956 (2009).
  101. Gologan, B., et al. Ion soft-landing into liquids: Protein identification, separation, and purification with retention of biological activity. J Am Soc Mass Spectr. 15, 1874-1884 (2004).
  102. Judai, K., Abbet, S., Worz, A. S., Rottgen, M. A., Heiz, U. Turn-over frequencies of catalytic reactions on nanocatalysts measured by pulsed molecular beams and quantitative mass spectrometry. Int J Mass Spectrom. 229, 99-106 (2003).
  103. Cyriac, J., Wleklinski, M., Li, G. T., Gao, L., Cooks, R. G. In situ Raman spectroscopy of surfaces modified by ion soft landing. Analyst. 137, 1363-1369 (2012).
  104. Hu, Q. C., Wang, P., Gassman, P. L., Laskin, J. In situ Studies of Soft- and Reactive Landing of Mass-Selected Ions Using Infrared Reflection Absorption Spectroscopy. Anal Chem. 81, 7302-7308 (2009).
  105. Volny, M., et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy of soft-landed polyatomic ions and molecules. Anal Chem. 79, 4543-4551 (2007).
  106. Kartouzian, A., et al. Cavity ring-down spectrometer for measuring the optical response of supported size-selected clusters and surface defects in ultrahigh vacuum. J Appl Phys. 104, (2008).
  107. Kaden, W. E., Kunkel, W. A., Roberts, F. S., Kane, M., Anderson, S. L. CO adsorption and desorption on size-selected Pdn/TiO2(110) model catalysts: Size dependence of binding sites and energies, and support-mediated adsorption. J Chem Phys. 136, (2012).
  108. Price, S. P., et al. STM characterization of size-selected V-1, V-2, VO and VO2 clusters on a TiO2 (110)-(1 x 1) surface at room temperature. Surf Sci. 605, 972-976 (2011).
  109. Benz, L., et al. Pinning mononuclear Au on the surface of titania. J Phys Chem B. 110, 663-666 (2006).
  110. Deng, Z. T., et al. A Close Look at Proteins: Submolecular Resolution of Two- and Three-Dimensionally Folded Cytochrome c at Surfaces. Nano Lett. 12, 2452-2458 (2012).
  111. Di Vece, M., Palomba, S., Palmer, R. E. Pinning of size-selected gold and nickel nanoclusters on graphite. Phys Rev B. , (2005).
  112. Benesch, J. L. P., et al. Separating and visualising protein assemblies by means of preparative mass spectrometry and microscopy. J Struct Biol. 172, 161-168 (2010).
  113. Davila, S. J., Birdwell, D. O., Verbeck, G. F. Drift tube soft-landing for the production and characterization of materials: Applied to Cu clusters. Rev Sci Instrum. 81, (2010).
  114. Rauschenbach, S., et al. Electrospray ion beam deposition of clusters and biomolecules. Small. 2, 540-547 (2006).
  115. Hadjar, O., Futrell, J. H., Laskin, J. First observation of charge reduction and desorption kinetics of multiply protonated peptides soft landed onto self-assembled monolayer surfaces. J Phys Chem C. 111, 18220-18225 (2007).
  116. Hadjar, O., Wang, P., Futrell, J. H., Laskin, J. Effect of the Surface on Charge Reduction and Desorption Kinetics of Soft Landed Peptide Ions. J Am Soc Mass Spectr. 20, 901-906 (2009).
  117. Heiz, U., Bullock, E. L. Fundamental aspects of catalysis on supported metal clusters. J Mater Chem. 14, 564-577 (2004).
  118. Nogues, C., Wanunu, M. A rapid approach to reproducible, atomically flat gold films on mica. Surf Sci. 573, (2004).
  119. Kawasaki, M., Uchiki, H. Sputter deposition of atomically flat Au(111) and Ag(111) films. Surf Sci. 388, (1997).
  120. Laskin, J., Denisov, E. V., Shukla, A. K., Barlow, S. E., Futrell, J. H. Surface-induced dissociation in a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer: Instrument design and evaluation. Anal Chem. 74, 3255-3261 (2002).
  121. Mize, T. H., et al. A modular data and control system to improve sensitivity, selectivity, speed of analysis, ease of use, and transient duration in an external source FTICR-MS. Int J Mass Spectrom. 235, 243-253 (2004).
  122. Mallick, P. K., Danzer, G. D., Strommen, D. P., Kincaid, J. R. Vibrational-Spectra and Normal-Coordinate Analysis of Tris(Bipyridine)Ruthenium(Ii). J Phys Chem-Us. 92, 5628-5634 (1988).
  123. Strommen, D. P., Mallick, P. K., Danzer, G. D., Lumpkin, R. S., Kincaid, J. R. Normal-Coordinate Analyses of the Ground and 3mlct Excited-States of Tris(Bipyridine)Ruthenium(Ii). J Phys Chem-Us. 94, 1357-1366 (1990).
  124. Kim, H., Lee, H. B. R., Maeng, W. J. Applications of atomic layer deposition to nanofabrication and emerging nanodevices. Thin Solid Films. 517, 2563-2580 (2009).
  125. Du, Y., George, S. M. Molecular layer deposition of nylon 66 films examined using in situ FTIR spectroscopy. J Phys Chem C. 111, 8509-8517 (2007).
  126. Yoshimura, T., Tatsuura, S., Sotoyama, W. Polymer-Films Formed with Monolayer Growth Steps by Molecular Layer Deposition. Appl Phys Lett. 59, 482-484 (1991).
  127. Loscutoff, P. W., Zhou, H., Clendenning, S. B., Bent, S. F. Formation of Organic Nanoscale Laminates and Blends by Molecular Layer Deposition. Acs Nano. 4, 331-341 (2010).
  128. George, S. M., Yoon, B., Dameron, A. A. Surface Chemistry for Molecular Layer Deposition of Organic and Hybrid Organic-Inorganic Polymers. Accounts Chem Res. 42, 498-508 (2009).
  129. Marginean, I., Page, J. S., Tolmachev, A. V., Tang, K. Q., Smith, R. D. Achieving 50% Ionization Efficiency in Subambient Pressure Ionization with Nanoelectrospray. Anal Chem. 82, 9344-9349 (2010).
  130. Page, J. S., Tang, K., Kelly, R. T., Smith, R. D. Subambient pressure ionization with nanoelectrospray source and interface for improved sensitivity in mass spectrometry. Anal Chem. 80, 1800-1805 (2008).
  131. Kelly, R. T., Page, J. S., Tang, K. Q., Smith, R. D. Array of chemically etched fused-silica emitters for improving the sensitivity and quantitation of electrospray ionization mass spectrometry. Anal Chem. 79, 4192-4198 (2007).
  132. Spraggins, J. M., Caprioli, R. High-Speed MALDI-TOF Imaging Mass Spectrometry: Rapid Ion Image Acquisition and Considerations for Next Generation Instrumentation. J Am Soc Mass Spectr. 22, 1022-1031 (2011).
  133. Majumdar, A., et al. Development of metal nanocluster ion source based on dc magnetron plasma sputtering at room temperature. Rev Sci Instrum. 80, (2009).
  134. Ganeva, M., Pipa, A. V., Hippler, R. The influence of target erosion on the mass spectra of clusters formed in the planar DC magnetron sputtering source. Surf Coat Tech. , 213-241 (2012).
  135. Tang, J., Verrelli, E., Tsoukalas, D. Selective deposition of charged nanoparticles by self-electric focusing effect. Microelectron Eng. 86, 898-901 (2009).

Tags

Химия выпуск 88 мягкая посадка масса выбранные ионы электронапыление вторичная ионная масс-спектрометрия ИК-спектроскопия Металлоорганический катализ
<em>На месте</em> SIMS и ИК спектроскопии Ну определенных поверхность, подготовленную мягкой посадки Масса выбранных ионов
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Johnson, G. E., Gunaratne, K. D. D., … More

Johnson, G. E., Gunaratne, K. D. D., Laskin, J. In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions. J. Vis. Exp. (88), e51344, doi:10.3791/51344 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter