Electron transfer rates in bridged molecular systems: A phenomenological approach to relaxation

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 101, Issue 35, 1997, Pages 6158-6164

  Davis, William B ^a   Wasielewski, Michael R ^a,b   Ratner, Mark A ^a   Mujica, Vladimiro ^c   Nitzan, Abraham ^d  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c FACULTAD DE CIENCIAS   (Venezuela)

^d TEL AVIV UNIVERSITY   (Israel)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHARGE TRANSFER; ELECTRON SCATTERING; ELECTRON TUNNELING; MATHEMATICAL MODELS; RELAXATION PROCESSES;

ENERGY DEPHASING;

MOLECULAR DYNAMICS;

EID: 0031209440     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp970909c     Document Type: Article

References (82)

1. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265-322.
2. Newton, M. D. Chem. Rev. 1991, 91, 767-792. Cave, R. C.; Newton, M. D. In Molecular Electronics; Jortner, J., Ratner, M. A., Eds.; Blackwells: London, 1997. Cave, R.; Newton, M. D. Chem. Phys. Lett. 1996, 249, 15-19.
3. Newton, M. D. Chem. Rev. 1991, 91, 767-792. Cave, R. C.; Newton, M. D. In Molecular Electronics; Jortner, J., Ratner, M. A., Eds.; Blackwells: London, 1997. Cave, R.; Newton, M. D. Chem. Phys. Lett. 1996, 249, 15-19.
4. Newton, M. D. Chem. Rev. 1991, 91, 767-792. Cave, R. C.; Newton, M. D. In Molecular Electronics; Jortner, J., Ratner, M. A., Eds.; Blackwells: London, 1997. Cave, R.; Newton, M. D. Chem. Phys. Lett. 1996, 249, 15-19.
5. Mikkelsen, K. V.; Ratner, M. A. Chem. Rev. 1987, 87, 113.
6. Barbara, P. F.; Meyer, T. J.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13148.
7. Wasielewski, M. R. Chem. Rev. 1992, 92, 435.
8. Evenson, J. W.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1992, 96, 5272-5278; Science 1993, 262, 1247-1249.
9. Evenson, J. W.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1992, 96, 5272-5278; Science 1993, 262, 1247-1249.
10. Moser, C. C.; Keske, J. M.; Warncke, K.; Farid, R. S.; Dutton, P. L. Nature 1992, 355, 796-802. Farid, R. S.; Moser, C. C.; Dutton, P. L. Curr. Opin. Struct. Biol. 1993, 3, 225-233.
11. Moser, C. C.; Keske, J. M.; Warncke, K.; Farid, R. S.; Dutton, P. L. Nature 1992, 355, 796-802. Farid, R. S.; Moser, C. C.; Dutton, P. L. Curr. Opin. Struct. Biol. 1993, 3, 225-233.
12. Bjerrum, M. J.; Casimiro, D. R.; Chang, I.-J.; DiBilio, A. J.; Gray, H. B.; Hill, M. G.; Langen, R.; Mines, G. A.; Skov, L. K.; Winkler, J. R.; Wuttke, D. S. J. Bioenerg. Biomembr. 1995, 27, 295-302. Langen, R.; Chang, I.; Germanas, J. P.; Richards, H. J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1995, 268, 1733-1735. Casimiro, D. R.; Richards, J. H.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13073-13077.
13. Bjerrum, M. J.; Casimiro, D. R.; Chang, I.-J.; DiBilio, A. J.; Gray, H. B.; Hill, M. G.; Langen, R.; Mines, G. A.; Skov, L. K.; Winkler, J. R.; Wuttke, D. S. J. Bioenerg. Biomembr. 1995, 27, 295-302. Langen, R.; Chang, I.; Germanas, J. P.; Richards, H. J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1995, 268, 1733-1735. Casimiro, D. R.; Richards, J. H.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13073-13077.
14. Bjerrum, M. J.; Casimiro, D. R.; Chang, I.-J.; DiBilio, A. J.; Gray, H. B.; Hill, M. G.; Langen, R.; Mines, G. A.; Skov, L. K.; Winkler, J. R.; Wuttke, D. S. J. Bioenerg. Biomembr. 1995, 27, 295-302. Langen, R.; Chang, I.; Germanas, J. P.; Richards, H. J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1995, 268, 1733-1735. Casimiro, D. R.; Richards, J. H.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13073-13077.
15. Gehlen, J. N.; Daizadeh, I.; Stuchebrukhov, A. A.; Marcus, R. A. Inorg. Chim. Acta 1996, 243, 271-282. Stuchebrukhov, A. A. J. Chem. Phys. 1996, 104, 8424-8432; Ibid., in press. Hsu, C.-P.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys., in press.
16. Gehlen, J. N.; Daizadeh, I.; Stuchebrukhov, A. A.; Marcus, R. A. Inorg. Chim. Acta 1996, 243, 271-282. Stuchebrukhov, A. A. J. Chem. Phys. 1996, 104, 8424-8432; Ibid., in press. Hsu, C.-P.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys., in press.
17. Gehlen, J. N.; Daizadeh, I.; Stuchebrukhov, A. A.; Marcus, R. A. Inorg. Chim. Acta 1996, 243, 271-282. Stuchebrukhov, A. A. J. Chem. Phys. 1996, 104, 8424-8432; Ibid., in press. Hsu, C.-P.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys., in press.
18. Gehlen, J. N.; Daizadeh, I.; Stuchebrukhov, A. A.; Marcus, R. A. Inorg. Chim. Acta 1996, 243, 271-282. Stuchebrukhov, A. A. J. Chem. Phys. 1996, 104, 8424-8432; Ibid., in press. Hsu, C.-P.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys., in press.
19. Meade, T. J. Metal Ions in Biological Systems; Sigel, A., Sigel, H., Eds.; Marcel Dekker, Inc.: New York, 1996; Vol. 33, p 453.
20. Ogawa, M. Y.; Moreira, I.; Wishart, J. F.; Isied, S. S. Chem. Phys. 1993, 176, 589.
21. Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1990, 94, 4877.
22. Brun, A. M.; Harriman, A. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 3656.
23. Closs, G. L.; Miller, J. R. Science 1988, 240, 440.
24. Paulson, B.; Pramod, K.; Eaton, P.; Closs, G. L.; Miller, J. R. J. Chem. Phys. 1993, 97, 13042.
25. Reimers, J. R.; Hush, N. S. Chem. Phys. 1990, 146, 89.
26. Miller, R. J.; Beitz, J. V. J. Chem. Phys. 1981, 74, 6746.
27. Verhoeven, J. W.; Paddon-Row, M. N.; Hush, N. S.; Oevering, H.; Heppener, M. Pure Appl. Chem. 1986, 58, 1285.
28. Wasielewski, M. R.; Johnson, D. G.; Svec, W. A.; Kersey, K. M.; Cragg, D. E.; Minsek, D. W. In Photochemical Energy Conversion; Norris, J., Meisel, D., Eds.; 1989; p 135.
29. Wasielewski, M. R.; Niemczyk, M. P.; Johnson, D. G.; Svec, W. A.; Minsek, D. W. Tetrahedron 1989, 45, 4785.
30. Johnson, D. G.; Niemczyk, M. P.; Minsek, D. W.; Wiederrecht, G. P.; Svec, W. A.; Gaines, G. L.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5692.
31. Joachim, C.; Vinuesa, J. F. Eur. Phys. Lett. 1996, 33, 635.
32. McConnell, H. M. J. Chem. Phys. 1961, 35, 508-515.
33. Beratan, D. N.; Betts, J.; Onuchic, J. N. Science 1991, 252, 1285.
34. For example: Messiah, A. Quantum Mechanics; Wiley: New York, 1961; Chapter 3.
35. DeVault, Qunatum Mechanical Tunneling in Biological Systems; Cambridge: Cambridge, 1984.
36. Reviews appear, for example, in Chem. Phys. 1993, 176 (2, 3); in J. Photochem. Photobiol. 1994, 82 (1-3); in J. Phys. Chem. 1993, 97 (50).
37. Reviews appear, for example, in Chem. Phys. 1993, 176 (2, 3); in J. Photochem. Photobiol. 1994, 82 (1-3); in J. Phys. Chem. 1993, 97 (50).
38. Reviews appear, for example, in Chem. Phys. 1993, 176 (2, 3); in J. Photochem. Photobiol. 1994, 82 (1-3); in J. Phys. Chem. 1993, 97 (50).
39. Murphy, C. J.; Arkin, M. R.; Jenkins, Y.; Ghatlia, N. D.; Bossmann, S.; Turro, N.J.; Barton, J. K. Science 1993, 262, 1025.
40. Murphy, C. J.; Arkin, M. R.; Ghatlia, N. D.; Bossmann, S.; Turro, N. J.; Barton, J.K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 5315.
41. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hörmann, A.; Olson, E.J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475.
42. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Turro, C.; Turro, N. J.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2267.
43. Hush, N. S. Coord. Chem. Rev. 1985, 64, 135.
44. Tsukamoto, J. Adv. Phys. 1992, 41, 509.
45. Cornil, J.; Beljonne, D.; Bredás, J. L. J. Chem. Phys. 1995, 103, 842.
46. Gregorius, H.; Heitz, W.; Müllen, K. Adv. Mater. 1993, 5, 279.
47. Andre, J.-M.; Delhalle, J.; Bredás, J. L. Quantum Chemistry Aided Design of Organic Polymers; World Scientific: Singapore, 1991.
48. Bredás, J. L., Silbey, R., Eds. Conjugated Polymers; Kluwer: Dordrecht, 1991.
49. Kemp, M.; Mujica, V.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 1994, 101, 5172.
50. Kemp, M.; Mujica, V.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 1994, 101, 6849, 6856.
51. Mujica, V.; Kemp, M.; Roitberg, A.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7296.
52. Samanta, M. P.; Tian, W.; Datta, S.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P. Phys. Rev. 1996, B53, R7626.
53. Neofotistos, G.; Lake, R.; Datta, S. Phys. Rev. 1991, B43, 2442.
54. Felts, A. K.; Pollard, W. T.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 2929.
55. Pollard, W. T.; Felts, A. K.; Friesner, R. A. Adv. Chem. Phys. 1996, 93, 77.
56. Skourtis, S. S.; Mukamel, S. Chem. Phys. 1995, 197, 367-388.
57. Redfield, A. G. IBM J. Res. Dev. 1957, 1, 19. Ibid. Adv. Magn. Reson. 1965, 1, 1.
58. Redfield, A. G. IBM J. Res. Dev. 1957, 1, 19. Ibid. Adv. Magn. Reson. 1965, 1, 1.
59. Wertheimer, R.; Silbey, R. Chem. Phys. Lett. 1980, 75, 243.
60. Jean, J. M.; Friesner, R. A.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1992, 96, 5827. Pollard, W. T.; Friesner, R. A. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5054.
61. Jean, J. M.; Friesner, R. A.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1992, 96, 5827. Pollard, W. T.; Friesner, R. A. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5054.
62. Jean, J. M.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1995, 103, 2092. Jean, J. M. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5638.
63. Jean, J. M.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1995, 103, 2092. Jean, J. M. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5638.
64. Weitz, D. A.; Garoff, S.; Gersten, J. I.; Nitzan, A. J. Chem. Phys. 1983, 78, 5324.
65. Nitzan, A. Chem. Phys. 1979, 41, 163.
66. Fano, U. Rev. Mod. Phys. 1957, 29, 74.
67. Blum, K. Density Matrix Theory and Applications; Plenum Press: New York, 1981.
68. Gorini, V.; Kosskowski, A.; Sudarshan, E. C. G. J. Math. Phys. 1976, 17, 821.
69. Lindblad, G. Commun. Math. Phys. 1976, 48, 119.
70. Alicki, R.; Landi, K. Quantum Dynamical Semigroups and Applications; Springer Verlag: Berlin, 1987.
71. Kosloff R.; Rice, S. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 4591.
72. Kosloff, R.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 1984, 80, 2352.
73. Geva, E.; Kosloff, R. Phys. Rev. E 1994, 49, 3903.
74. Kosloff, R.; Ratner, M. A.; Davis, W. B. J. Chem. Phys, 1997, 106, 7036.
75. Suarez, A.; Silbey, R.; Oppenheim, I. J. Chem. Phys. 1992, 97, 5101.
76. Pechukas, P. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 1060.
77. Oxtoby, D. W. Adv. Chem. Phys. 1981, 47, 487.
78. Wolfram, S. The Mathematica Book; Wolfram Media/Cambridge University Press: Cambridge, 1996.
79. Kramers, H. A. Physica 1940, 4, 284.
80. Schatz, G. C.; Ratner, M. A. Quantum Mechanics in Chemistry; Prentice Hall: Englewood Cliffs, NJ, 1993.
81. Helms, A.; Heiler, D.; McLendon, G. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 6227.
82. Stein, C. A.; Lewis, N. A.; Seitz, G. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 2596.