Kütle-Seçilen İyonlar Yumuşak İniş Hazırlayan İyi tanımlanmış Yüzeyler Yerinde SIMS ve IR spektroskopisi
Summary
Yüzeylere kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş yeni malzemelerin son derece kontrollü hazırlanması için güçlü bir yaklaşımdır. Yerinde ikincil iyon kütle spektrometresi (SIMS) ve infrared yansıma absorpsiyon spektroskopisi (IRRAS) Yazan analizi ile birleştiğinde, yumuşak iniş yüzeyler ile iyi tanımlanmış türlerin etkileşimleri içine görülmemiş anlayışlar sağlar.
Abstract
Yüzeyleri üzerine kütle seçilen iyonlarının yumuşak iniş alışılmış sentez teknikleri kullanılarak erişilemez olan malzemelerin yüksek oranda kontrollü hazırlanması için güçlü bir yaklaşımdır. İkincil iyon kütle spektrometresi (SIMS) ve infrared yansıma soğurma spektroskopisi (IRRAS) kullanılarak yerinde karakterizasyonu ile yumuşak iniş birleştirilmesi temiz vakum koşulları altında iyi tanımlanmış yüzeylerin analizi sağlar. Laboratuvarımızda yapılan üç yumuşak iniş araçların yetenekleri kitle seçilen rutenyum tris yumuşak iniş (bipiridin) dications tarafından hazırlanan yüzeye bağlı organometaliklerin temsilcisi sistemi için gösterilmiştir, [Ru (bpy) 3] 2 + (bpy = bipiridin), üzerine asit.) altın (COOH-SAMs kendini monte tek tabaka yüzeyleri sonlandırılmış yerinde time-of-flight (TOF In)-SIMS yumuşak indi iyonların reaktivitesi içgörü sağlar. Buna ek olarak, yük azalma kinetiği, nötralizasyon ve desorpsiyon sırasında ve iyon yumuşak iniş iyonsiklotron rezonans (FT-ICR)-SIMS ölçümleri dönüşümü yerinde Fourier kullanılarak çalışılmıştır sonra hem COOH-SAM gerçekleşiyor. yerinde IRRAS yılında deneyler metal merkezlerini çevreleyen organik ligandların yapısı nasıl içgörü sağlayabilir COOH-SAM üzerinde organometalik iyonların immobilizasyon yoluyla tedirgin yumuşak iniş tarafından yüzeyleri. Toplu olarak, üç araçlar yüzeyleri üzerinde desteklenen ve iyi tanımlanmış türlerin kimyasal bileşimi, reaktivite ve yapısı ile ilgili tamamlayıcı bilgi sağlar.
Introduction
Yüzeylere kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş nedeniyle yeni malzemeler 1-6 derece kontrollü hazırlanması için tekniğin gösterdi yetenekleri güncel araştırma ilgi konusu olmaya devam etmektedir. Son çalışmalar, yüksek verimli tarama biyolojik 7,8, proteinlerin ayrılması ve peptidlerin konformasyonal zenginleştirme 9-12, kovalent bağlantısı kullanılmak için, peptid ve protein dizileri hazırlanmasında kitlesel seçilen iyonlarının yumuşak bir iniş bölgesinin potansiyel gelecek uygulamalar göstermiştir yüzeyler 9,10,13,14, organik bileşiklerin kiral zenginleşmesine peptidler 15, belirli bir redoks-aktif protein elektrokimyasal karakterizasyonu 16-18, ince filmlerin molekül 19,20 üretimi, bu grafen 21 ve modeli hazırlanması gibi makromoleküllerin işlem iyonik kümelerin 22-39 yumuşak iniş yoluyla katalizör sistemleri, 40-48 ve organometalik co nanopartiküllerdestek malzemeleri 19,49-56 üzerine mplexes. Poliatomik iyonları yumuşak iniş yoluyla yüzeyleri modifiye kavramı ilk 1977 yılında 57 Aşçılar ve işçiler tarafından önerilmiştir. Sonraki yıllarda enstrümantal yaklaşımların geniş bir gaz-kitle-seçilmiş iyonların kontrollü birikimi için geliştirilmiştir üzerine faz 1,4,5 yüzeyleri. İyonlar örneğin elektrosprey iyonizasyon (ESI) 10,58,59, matris destekli lazer desorpsiyon / iyonizasyon (MALDI) 21, elektron impact ionization (EI) 60,61, darbeli ark boşaltımı 62, atıl gaz yoğunlaşma 36 gibi süreçlerle üretilen , 63, 64,65 sıçratma magnetron ve lazer buharlaşma 25,66,67. Gaz-fazı iyonlarının kitle seçimi öncesinde yumuşak iniş için esas kuadropol kütle filtreleri 58,68,69, manyetik sapma cihazları 70, ve doğrusal iyon tuzağı aletleri 8,59 istihdam sağlanmıştır. Özellikle notaiyon yumuşak iniş metodoloji ble avans Aşçılar ve işçiler 71,72 ile ortam iyon yumuşak ve reaktif iniş başarılı bir şekilde uygulanması ile son zamanlarda oluştu. Bu çeşitli iyonizasyon ve kütle-seçim teknikleri kullanılarak, hipertermal yüzeyleri ile (<100 eV) çok atomlu iyonları etkileşimleri daha iyi olarak iyon yumuşak iniş verimliliği ve reaktif ve reaktif saçılma rekabet süreçlerini etkileyen faktörleri anlamak amacıyla çalışmalar yapılmıştır de yüzey olarak disosiyasyona 4,73-75 bağlı.
Araştırma amacıyla, iyi tanımlanmış bir model katalizörlerin hazırlanması kitlesel seçilmiş iyonları 25,34,35,56,76-81 yumuşak iniş özellikle verimli bir uygulama olmuştur. Fiziksel ve kimyasal davranış küme büyüklüğü ile doğru orantılı olarak ölçekli değildir nano kümeleri, boyut aralığı içinde, ya da kümelerden eklenmesi veya tek atomlu çıkarılması ölçüde inci etkileyebilir olduğu ortaya konmuştureir kimyasal reaktivite 82-84. Kuantum doğumdan kaynaklanan bu nano olgu, bir kusur zengin MgO yüzeyinde desteklenen sekiz altın atomlarının (Au 8) yumuşak indi kümelerinden oluşan bir model katalizör için Heiz ve işçiler 85 tarafından inandırıcı gösterilmiştir. Çeşitli ek çalışmalar yüzeylerde 34,77,86,87 desteklenen kümelerin boyutu bağımlı reaktivite kanıt sağladı. Ayrıca, yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu görüntüleri on 88 ve 89 atomları elli beş kadar az ihtiva kümeleri demir oksitler üzerinde desteklenen toplu sentez altın katalizörlerin üstün aktivitesi için büyük ölçüde sorumlu olabileceğini göstermektedir. Kütle seçilen iyonlarının yumuşak inişi istihdam, bu yaygın ve destek malzemesi yüzeyinde 90-92 daha büyük yapılarına aglomerat olmayan boyut seçimine kümeleri ve nanopartiküllerin kararlı diziler hazırlamak mümkündür. Bu önceki çalışmalar göstermektedir ki sürekliliğinden ilegeliştirme ing, kitle seçilmiş kümeler ve nanopartiküller yumuşak iniş yüzeylerde genişletilmiş dizide de aynı kümelenme ve nanopartiküller çok sayıda acil davranışını istismar derece aktif heterojen katalizörlerin oluşturulması için çok yönlü bir teknik haline gelebilir. Bu son derece iyi tanımlanmış sistemleri, küme boyutu, morfolojisi, temel kompozisyon ve yüzey kapsama etkisi katalitik aktivite, seçicilik ve dayanıklılık gibi nasıl kritik parametreleri anlamak için araştırma amaçlı kullanılabilir.
Tipik olarak çözelti fazlı homojen katalizörler kullanılır Organometalik kompleksler, aynı zamanda kütle seçilen iyonlar 56,80,81 yumuşak iniş yoluyla yüzeyler üzerinde hareketsizleştirilebilir. Hibrid organik-inorganik malzemeleri üretmek için katı desteklere iyonik metal-ligand kompleksleri takılması şu kataliz ve yüzey bilim çevrelerinin 93 araştırma aktif bir alandır. Genel amacı yüksek elde etmektirkatalizörler ve çözelti içinde kalan tepkenler ürünlerin daha kolay ayrılmasını kolaylaştırmaktadır çözelti faz metal-ligand kompleksleri, istenen ürün doğru seçiciliği. Bu şekilde, yüzey organometalik kompleksler, homojen ve heterojen katalizörler hem de yarar hareketsiz. Ayrıca, güçlü yüzey immobilizasyon 94 elde ederken muhafaza ya da aktif metal merkezi etrafında, organik ligand bir ortam geliştirmek mümkündür, uygun bir alt-tabaka seçimi yoluyla. Altın kendini monte tek katmanlı yüzeyler (SAMs), bu nedenle, kütle-seçilmiş iyonları 95 yumuşak iniş yoluyla yüzeylere organometalik komplekslerini cepheye fizibilitesini araştırmak için ideal bir sistem farklı fonksiyonel gruplar bir dizi ile sonlandırıldı ve vardır olabilir. Ayrıca, bu tür atmosfer basıncı termal desorpsiyon iyonizasyon (APTDI) iyonlaşma yöntemler gaz fazı karma metal inorganik kompleksleri elde etmek üzere, daha önce ortaya konmuşturçözelti 96 sentez yoluyla erişilebilir olmadığını. Benzer şekilde, bu tür manyetik alanda sıçratma 65, gaz toplama 63 ve lazer buharlaşma 66 gibi non-termal kinetik sınırlı sentez ve iyonizasyon teknikleri de desteklenen yeni inorganik kümeleri ve nanopartiküllere çok yönlü bir rota sağlamak için iyon yumuşak iniş enstrümantasyon ile birlikte olabilir yüzeyler.
Malzemelerin hazırlanması için gelişmiş bir teknoloji haline kütle seçilen iyonlarının yumuşak inişi gelişmeye amacıyla, bilgi analitik yöntemler yerleştirilmesi sırasında ve sonrasında yüzeylerinin kimyasal ve fiziksel özelliklerini araştırmak için yumuşak iniş aletler ile bağlanmış olması önemlidir iyonları. Bugüne kadar, teknik çok sayıda ikincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS) 19,97-100, sıcaklık programlı desorpsiyonu ve reaksiyon 50,52, lazer desorpsiyon iyonizasyon ve 1 de dahil olmak üzere, bu amaçla uygulanmıştır01, darbeli moleküler ışın reaksiyon 102, kızılötesi spektroskopi (FTIR ve Raman) 98103104, yüzey Raman spektroskopisi 103.105, kavite zil susturma spektroskopisi 106, x-ray fotoelektron spektroskopisi 35107, taramalı tünelleme mikroskobu 33,108-111, atomik kuvvet mikroskobu 112-114 ve transmisyon elektron mikroskobu 39. Bununla birlikte, en doğru hazırlanabilir ya da iyon yumuşak iniş ile satıhları değişikliğe tabî karakterize etmek için, bu analiz laboratuarda çevreye substratın maruz kalmayan yerinde yapılması çok önemlidir. Yerinde yapılan önceki analizler, zaman 37,38,115,116 üzerinde yumuşak iniş iyonlarının iyonik ücretten düşürülmesi gibi olayların içgörü sağladı, yumuşak desorpsiyon yüzeyler 52 iyonları indi, verimlilik ve iyon reaktif iniş 14,81 kinetik enerji bağımlılığı ve boyut etkisiüzerine bırakılır kümeleri ve nanopartiküllerin katalitik aktivitesinin 117 yüzeyleri. Örnek olarak, laboratuarımızda, sistematik olarak farklı SAMs 3 yüzeylerinde protonlanmış peptitlerin şarj azalma kinetik inceledik. Bu deneyler bağlanmış özel bir yumuşak iniş alet ile yapıldı, bir Fourier sırasında ve iyonların 97 yumuşak iniş sonrasında yüzeyler in situ analizi sağlar iyon siklotron rezonans sekonder iyon kütle spektrometresi (FT-ICR-SIMS) dönüşümü. Bu analitik yetenekleri üzerine genişletmek için, başka bir enstrüman IRRAS 104 kullanarak yüzeylere yumuşak indi iyonların yerinde karakterizasyonu sağlayan inşa edilmiştir. Kompleks iyonların ve yüzey tabakaları yapı değişiklikleri sırasında ve yumuşak iniş 12 sonra her ikisi de gerçek zamanlı olarak izlenebilir olarak bu yüzey duyarlı kızılötesi tekniği yanı sıra bağ oluşumunu ve imha işlemleri sağlar. Örneğin, IRRAS kullanılarak olduiyon yumuşak iniş kovalent N-hidroksisüksinimidil ester işlevselleştirilmiş SAMs 13,14 kitle seçilmiş bir peptidler immobilize etmek için kullanılabilir olduğunu göstermiştir.
Bu yazıda, in situ TOF-SIMS, FT-ICR-SIMS in için tasarlanmıştır Pacific Northwest National Laboratory bulunan üç benzersiz özel yapılmış araçların yeteneklerini göstermek, ve kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş yoluyla üretilen yüzeylerde IRRAS analizi yüzeylere. Temsili bir sistem olarak, biz hareketsizleştiriîmiş organometalik kompleksleri hazırlamak için kitle seçilen organometalik rutenyum tris (bipiridin) dications yumuşak iniş için sonuçlar [Ru (bpy) 3] 2 + karbonik asit üzerine sonlandırıldı SAMs (COOH-SAMs) sunuyoruz. Bu yerinde TOF-SIMS sadece önceden olabilir reaktif ara dahil olmak üzere düşük bolluk türlerinin tanımlanmasını kolaylaştıran son derece yüksek hassasiyet ve geniş dinamik aralık genel avantajlar sunduğunu gösterilmiştiryüzeyler üzerinde kısa bir süre için gönderdi. TOF-SIMS de önce yumuşak iniş için gaz fazında, bir organometalik iyonunun bir ligandın kaldırılması, yüzeyler üzerinde immobilizasyon doğru verimliliğini ve gaz moleküllerinin yönelik kimyasal reaktivite nasıl etkilediğini görmemizi sağlar. In situ IRRAS etkileyebilir yüklü metal merkezleri, çevreleyen organik ligandların yapısı problar ise FT-ICR-SIMS yerinde kullanılarak tamamlayıcı karakterizasyonu yük azaltma, nötralizasyon ve yüzeydeki çift yüklü iyonların kinetik desorpsiyonu içine bilgiler sağlar Elektronik özellikler ve hareketsizleştirilmiş iyonların reaktivite. Toplu olarak, Sims ve IRRAS ile in situ analizi ile birlikte kitlesel seçilmiş iyonlarının yumuşak iniş iyi tanımlanmış türlerin ve bilimsel çalışmaların geniş bir aralığı için etkileri yüzeyleri arasındaki etkileşimler hakkında fikir sağladığını gösterir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş, genellikle özel bu deneyler için donatılmıştır dünyanın çeşitli laboratuvarlarda var benzersiz özel yapılmış aletleri kullanılarak yapılır. Bilgiler sürekli olarak, yumuşak inişi multipleks ve böylece yüzeyi üzerinde farklı konumlarda birden fazla türün aynı anda birikmesini elde etmek için, daha büyük bir iyon akımı ve daha kısa birikme süreleri elde etmek için, bileşiklerin çok daha geniş bir dizinin iyonlaşma kolaylaştırmak için bu a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma, Temel Enerji Bilimler Dairesi, Kimyasal Bilimler, ABD Enerji Bakanlığı (DOE) Yerbilimleri ve Biosciences Bölümü tarafından finanse edildi. GEJ Linus Pauling Kardeşlik ve Pacific Northwest National Laboratory at Laboratuvarı Yönlendirilmiş Araştırma ve Geliştirme Programı (PNNL) destek kabul eder. Bu çalışma EMSL, Biyolojik ve Çevresel Araştırma Enerji Ofisi Departmanı tarafından desteklenen ve PNNL bulunan bir ulusal bilimsel kullanıcı tesis kullanılarak yapıldı. PNNL ABD DOE için Battelle tarafından işletilmektedir.
Materials
| 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 um 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 |
References
- 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).
- Perez, A., et al. Functional nanostructures from clusters. Int J Nanotechnol. 7, 523-574 (2010).
- 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).
- Cyriac, J., Pradeep, T., Kang, H., Souda, R., Cooks, R. G. Low-Energy Ionic Collisions at Molecular Solids. Chem Rev. 112, 5356-5411 (2012).
- Verbeck, G., Hoffmann, W., Walton, B. Soft-landing preparative mass spectrometry. Analyst. 137, 4393-4407 (2012).
- Johnson, G. E., Hu, Q. C., Laskin, J. Soft Landing of Complex Molecules on Surfaces. Annu Rev Anal Chem. 4, 83-104 (2011).
- Ouyang, Z., et al. Preparing protein microarrays by soft-landing of mass-selected ions. Science. 301, 1351-1354 (2003).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Pepi, F., et al. Soft landed protein voltammetry. (33), 3494-3496 (2007).
- Mazzei, F., et al. Soft-landed protein voltammetry: A tool for redox protein characterization. Anal Chem. 80, 5937-5944 (2008).
- 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).
- Rauschenbach, S., et al. Electrospray Ion Beam Deposition: Soft-Landing and Fragmentation of Functional Molecules at Solid Surfaces. Acs Nano. 3, 2901-2910 (2009).
- Saf, R., et al. Thin organic films by atmospheric-pressure ion deposition. Nat Mater. 3, 323-329 (2004).
- Rader, H. J., et al. Processing of giant graphene molecules by soft-landing mass spectrometry. Nature Materials. 5, 276-280 (2006).
- Xirouchaki, C., Palmer, R. E. Pinning and implantation of size-selected metal clusters: a topical review. Vacuum. 66, 167-173 (2002).
- 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).
- Li, Z. Y., et al. Three-dimensional atomic-scale structure of size-selected gold nanoclusters. Nature. 451, (2008).
- 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).
- Heiz, U., et al. Chemical reactions on size-selected clusters on surfaces. Nobel Symp. 117, 87-98 (2001).
- Kunz, S., et al. Size-selected clusters as heterogeneous model catalysts under applied reaction conditions. Phys Chem Chem Phys. 12, 10288-10291 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- Benz, L., et al. Landing of size-selected Ag-n(+) clusters on single crystal TiO2 (110)-(1×1) surfaces at room temperature. J Chem Phys. 122, (2005).
- 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).
- Kahle, S., et al. The Quantum Magnetism of Individual Manganese-12-Acetate Molecular Magnets Anchored at Surfaces. Nano Lett. 12, 518-521 (2012).
- 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).
- 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).
- Binns, C. Nanoclusters deposited on surfaces. Surf Sci Rep. 44, 1-49 (2001).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Majumdar, A., et al. Surface morphology and composition of films grown by size-selected Cu nanoclusters. Vacuum. 83, 719-723 (2008).
- Tang, J., Verrelli, E., Tsoukalas, D. Assembly of charged nanoparticles using self-electrodynamic focusing. Nanotechnology. 20, 10 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Pepi, F., et al. Chemically Modified Multiwalled Carbon Nanotubes Electrodes with Ferrocene Derivatives through Reactive Landing. J Phys Chem C. 115, 4863-4871 (2011).
- 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).
- Hadjar, O., et al. Design and performance of an instrument for soft landing of Biomolecular ions on surfaces. Anal Chem. 79, 6566-6574 (2007).
- Peng, W. P., et al. Ion soft landing using a rectilinear ion trap mass spectrometer. Anal Chem. 80, 6640-6649 (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Duncan, M. A. Invited Review Article: Laser vaporization cluster sources. Rev Sci Instrum. 83, (2012).
- Wagner, R. L., Vann, W. D., Castleman, A. W. A technique for efficiently generating bimetallic clusters. Rev Sci Instrum. 68, 3010-3013 (1997).
- Harbich, W., et al. Deposition of Mass Selected Silver Clusters in Rare-Gas Matrices. J Chem Phys. 93, 8535-8543 (1990).
- 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).
- Mayer, P. S., et al. Preparative separation of mixtures by mass spectrometry. Anal Chem. 77, 4378-4384 (2005).
- Badu-Tawiah, A. K., Wu, C. P., Cooks, R. G. Ambient Ion Soft Landing. Anal Chem. 83, 2648-2654 (2011).
- 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).
- Laskin, J., Futrell, J. H. Activation of large ions in FT-ICR mass spectrometry. Mass Spectrom Rev. 24, 135-167 (2005).
- Laskin, J., Futrell, J. H. Collisional activation of peptide ions in FT-ICR mass spectrometry. Mass Spectrom Rev. 22, 158-181 (2003).
- 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).
- Abbet, S., Judai, K., Klinger, L., Heiz, U. Synthesis of monodispersed model catalysts using softlanding cluster deposition. Pure Appl Chem. 74, 1527-1535 (2002).
- 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).
- Lei, Y., et al. Increased Silver Activity for Direct Propylene Epoxidation via Subnanometer Size Effects. Science. 328, 224-228 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- Castleman, A. W., Jena, P. Clusters: A bridge between disciplines. P Natl Acad Sci USA. 103, 10552-10553 (2006).
- Jena, P., Castleman, A. W. Clusters: A bridge across the disciplines of physics and chemistry. P Natl Acad Sci USA. 103, 10560-10569 (2006).
- 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).
- Yoon, B., et al. Charging effects on bonding and catalyzed oxidation of CO on Au-8 clusters on MgO. Science. 307, 403-407 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
- Turner, M., et al. Selective oxidation with dioxygen by gold nanoparticle catalysts derived from 55-atom clusters. Nature. 454, (2008).
- 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).
- Palomba, S., Palmer, R. E. Patterned films of size-selected Au clusters on optical substrates. J Appl Phys. 101, (2007).
- 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).
- 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).
- Notestein, J. M., Katz, A. Enhancing heterogeneous catalysis through cooperative hybrid organic-inorganic interfaces. Chem-Eur J. 12, 3954-3965 (2006).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Volny, M., et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy of soft-landed polyatomic ions and molecules. Anal Chem. 79, 4543-4551 (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- Benz, L., et al. Pinning mononuclear Au on the surface of titania. J Phys Chem B. 110, 663-666 (2006).
- 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).
- Di Vece, M., Palomba, S., Palmer, R. E. Pinning of size-selected gold and nickel nanoclusters on graphite. Phys Rev B. , (2005).
- 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).
- 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).
- Rauschenbach, S., et al. Electrospray ion beam deposition of clusters and biomolecules. Small. 2, 540-547 (2006).
- 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).
- 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).
- Heiz, U., Bullock, E. L. Fundamental aspects of catalysis on supported metal clusters. J Mater Chem. 14, 564-577 (2004).
- Nogues, C., Wanunu, M. A rapid approach to reproducible, atomically flat gold films on mica. Surf Sci. 573, (2004).
- Kawasaki, M., Uchiki, H. Sputter deposition of atomically flat Au(111) and Ag(111) films. Surf Sci. 388, (1997).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Yoshimura, T., Tatsuura, S., Sotoyama, W. Polymer-Films Formed with Monolayer Growth Steps by Molecular Layer Deposition. Appl Phys Lett. 59, 482-484 (1991).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Majumdar, A., et al. Development of metal nanocluster ion source based on dc magnetron plasma sputtering at room temperature. Rev Sci Instrum. 80, (2009).
- 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).
- Tang, J., Verrelli, E., Tsoukalas, D. Selective deposition of charged nanoparticles by self-electric focusing effect. Microelectron Eng. 86, 898-901 (2009).
