From insulator to electride: A theoretical model of nanoporous oxide 12CaO·7Al2O3

Journal of the American Chemical Society

Volumn 129, Issue 4, 2007, Pages 942-951

  Sushko, Peter V ^a   Shluger, Alexander L ^a   Hirano, Masahiro ^b   Hosono, Hideo ^b  

^a UNIVERSITY COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^b TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHARGED PARTICLES; COMPLEXATION; ELECTRIC INSULATORS; MAGNETIC PROPERTIES; OXIDES; REDUCTION; THERMAL EFFECTS;

CHARGED OXIDES; LATTICE CAGES; LATTICE DISTORTIONS; NANOPOROUS OXIDES;

NANOSTRUCTURED MATERIALS;

ALUMINUM OXIDE; CALCIUM OXIDE;

ARTICLE; ATMOSPHERE; CONDUCTANCE; ELECTRIDE; ELECTRON TRANSPORT; INSULATOR ELEMENT; MAGNETISM; METAL BINDING; NANOTECHNOLOGY; OPTICS; POROSITY; REDUCTION KINETICS; SURFACE CHARGE; THEORETICAL MODEL; THREE DIMENSIONAL IMAGING;

EID: 33846593981     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja066177w     Document Type: Article

References (70)

1. Dye, J. L. Science 2003, 301, 607-608.
2. Dye. J. L. Science 1990, 247, 663-668.
3. Dye, J. L. Prog. Inorg. Chem. 1984, 32, 327-441.
4. Dye, J. L.; Debacker, M. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1987, 38, 271-301.
5. Wagner, M. J.; Dye, J. L. Annu. Rev. Mater. Sci. 1993, 23, 223-253.
6. Dye, J. L. Inorg. Chem. 1997, 36, 3816-3826.
7. Redko, M. Y.; Jackson, J. E.; Huang, R. H.; Dye, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12416-12422.
8. Barrer, R. M.; Cole, J. F. J. Phys. Chem. Solids 1968, 29, 1755-1758.
9. Srdanov, V. I.; Haug, K.; Metiu, H.; Stucky, G. D. J. Phys. Chem. 1992, 96, 9039-9043.
10. Blake, N. P.; Metiu, H. J. Chem. Phys. 1998, 109, 9977-9986.
11. Sankey, O. F.; Demkov, A. A.; Lenosky, T. Phys. Rev. B 1998, 57, 15129-15139.
12. Srdanov, V. I.; Stucky, G. D.; Lippmaa, E.; Engelhardt, G. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2449-2452.
13. Madsen, G. K. H.; Gatti, C.; Iversen, B. B.; Damjanovic, L.; Stucky, G. D.; Srdanov, V. I. Phys. Rev. B 1999, 59, 12359-12369.
14. Lushchik, C.; Demidenko, V.; Kirm, M.; Kudryavtseva, I.; Lushchik, A.; Martinson, I.; Nagirnyi. V.; Vasil'chenko, E. J. Phys.: Condens. Matter 2001, 13, 6133-6149.
15. Petkov, V.; Billinge, S. J. L.; Vogt, T.; Ichimura, A. S.; Dye, J. L. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 075502.
16. Ichimura, A. S.; Dye, J. L.; Camblor, M. A.; Villaescusa, L. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1170-1171.
17. Li, Z.; Yang, J.; Hou, J. G.; Zhu, Q. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6050-6051.
18. Liu, X.; Zhang, G.; Thomas, J. K. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2182-2194.
19. Gutowski, M.; Hall, C. S.; Adamowicz, L.; Hendricks, J. H.; de Clercq, H. L.; Lyapustina, S. A.; Nilles, J. M.; Xu, S.-J.; Bowen, K. H., Jr. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 143001.
20. Bartl, H.; Scheller, T. Neues Jahrb. Mineral. Monatsh. 1970, 35, 547-552.
21. Matsuishi, S.; Toda, Y.; Miyakawa, M.; Hayashi, K.; Kamiya, T.; Hirano, M.; Tanaka, I.; Hosono, H. Science 2003, 301, 626-629.
22. Kim, S. W.; Matsuishi, S.; Nomura, T.; Kubota, Y.; Takata, M.; Hayashi, K.; Kamiya, T.; Hirano, M.; Hosono, H. Unpublished data, 2006.
23. Hayashi, K.; Hirano, M.; Matsuishi, S.; Hosono, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 738-739.
24. Hayashi, K.; Matsuishi, S.; Kamiya, T.; Hirano, M.; Hosono, H. Nature 2002, 419, 462-465.
25. Toda, Y.; Matsuishi, S.; Hayashi, K.; Ueda, K.; Kamiya, T.; Hirano, M.; Hosono, H. Adv. Mater. 2004, 16, 685-689.
26. Matsuishi, S.; Hayashi, K.; Hirano, M.; Hosono, H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12454.
27. Sushko, P. V.; Shluger, A. L.; Hayashi, K.; Hirano, M.; Hosono, H. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 126401.
28. Corá, F.; Alfredsson, M.; Mallia, G.; Middlemiss, D. S.; Mackrodt, W. C.; Dovesi, R.; Orlando, R. Struct. Bonding 2004, 113, 171-232.
29. Bylander, D. M.; Kleinman, L. Phys. Rev. B 1990, 41, 7868-7871.
30. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
31. Muscat, J.; Wander, A.; Harrison, N. M. Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 397-401.
32. Kralik, B.; Chang, E. K.; Louie, S. G. Phys. Rev. B 1998, 57, 7027-7036.
33. Robertson, J.; Xiong, K.; Clark, S. J. Thin Solid Films 2006, 496, 1-7.
34. Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E.; Perdew, J. P.; Ruzsinszky, A.; Csonka, G. I. J. Chem. Phys. 2006, 124, 094108.
35. Imlach, J. A.; Glasser, L. S. D.; Glasser, F. P. Cem. Concr. Res. 1971, 1, 57-61.
36. Li, J.; Huang, F.; Wang, L.; Yu, S. Q.; Torimoto, Y.; Sadakata, M.; Li, Q. X. Chem. Mater. 2005, 17, 2771-2774.
37. Hosono, H.; Abe, Y. Inorg. Chem. 1987, 26, 1192-1195.
38. Matsuishi, S.; Hayashi, K.; Hirano, M.; Tanaka, L.; Hosono, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18557-18568.
39. Hayashi, K.; Matsuishi, S.; Hirano, M.; Hosono, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8920-8925.
40. Sushko, P. V.; Shluger, A. L.; Hayashi, K.; Hirano, M.; Hosono, H. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 092101.
41. Sushko, P. V.; Shluger, A. L.; Hayashi, K.; Hirano, M.; Hosono, H. Phys. Rev. B 2006, 73, 045120.
42. Hayashi, K.; Toda, Y.; Kamiya, T.; Hirano, M.; Yamanaka, M.; Tanaka, I.; Yamamoto, T.; Hosono, H. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 022109.
43. Miyakawa, M.; Hayashi, K.; Hirano, M.; Toda, Y.; Kamiya, T.; Hosono, H. Adv. Mater. 2003, 15, 1100-1103.
44. Kim, S. W.; Miyakawa, M.; Hayashi, K.; Sakai, T.; Hirano, M.; Hosono, H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1370-1371.
45. Sushko, P. V.; Shluger, A. L.; Hayashi, K.; Hirano, M.; Hosono, H. Thin Solid Films 2003, 445, 161-167.
46. Medvedeva, J. E.; Freeman, A. J.; Bertoni, M. I.; Mason, T. O. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 016408.
47. Medvedeva, J. E.; Freeman, A. J. Appl. Phys. Lett. 2004, (85), 955-957.
48. Li, Z.; Yang, J.; Hou, J. G.; Zhu, Q. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 6479-6482.
49. Saunders, V. R.; Dovesi, R.; Roetti, C.; Orlando, R.; Zicovich-Wilson, C. M.; Harrison, N. M.; Doll, K.; Civalleri, B.; Bush, I. J.; D'Arco, Ph.; Llunell, M. CRYSTAL2003 User's Manual; University of Torino: Torino, Italy, 2003.
50. Hehre, W. J.; Radom, L.; Schleyer, P. V. R.; Pople, J. A. AB INITIO Molecular Orbital Theory, Wiley & Sons: New York, 1986.
51. Causa, M.; Dovesi, R.; Roetti, C. Phys. Rev. B 1991, 43, 11937-11943.
52. Boettger, J. C.; Trickey, S. B. Phys. Rev. B 1995, 51, 15623.
53. Jaffe, J. E.; Lin, Z.; Hess, A. C. Phys. Rev. B 1998, 57, 11834-11837.
54. Doll, K.; Harrison, N. M. Phys. Rev. B 2001, 63, 165410.
55. de Bas, B. S.; Dorsett, H. E.; Ford, M. J. J. Phys. Chem. Solids 2003, 64, 495-505.
56. Dirac, P. A. M. Proc. Cambridge Philos. Soc. 1930, 26, 376.
57. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211.
58. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
59. Pacchioni, G.; Frigoli, F.; Ricci, D.; Weil, J. A. Phys. Rev. B 2001, 63, 054102.
60. Laegsgaard, J.; Stokbro, K. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 2834-2837.
61. Gavartin, J. L.; Sushko, P. V.; Shluger, A. L. Phys. Rev. B 2003, 67, 035108.
62. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 299-310.
63. Durand, P.; Barthelat, J. C. Theor. Chim. Acta 1975, 38, 283-302.
64. Kendall, R. A.; Dunning, T. H.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796-6806.
65. Sushko, P. V.; Shluger, A. L.; Hayashi, K.; Hirano, M.; Hosono, H. Phys. Rev. B 2006, 73, 014101.
66. Hayashi, K.; Sushko, P. V.; Muñoz Ramo, D.; Shluger, A. L.; Watauchi, S.; Tanaka, I.; Matsuishi, S.; Hirano, M.; Hosono, H. J. Phys. Chem. B, in press.
67. Shannon. R. D. Acta Crystallogr. 1976, 751-767.
68. Mott, N. F. Can. J. Phys. 1956, 34, 1356-1368.
69. Mott, N. F. Philos. Mag. 1961, 6, 287-309.
70. Edwards, P. P.; Sienko, M. J. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2967-2971.