Structures and electronic properties of M 2C 2@C 78 (M = Ti, Zr, Hf): A density functional theory study

Journal of Nanoscience and Nanotechnology

Volumn 7, Issue 4-5, 2007, Pages 1346-1352

  Wu, Xin ^a   Lu, Xin ^a   Tan, Kai ^a   Zhang, Qianer ^a  

^a XIAMEN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Density functional; Endohedral metallofullerene; Metal carbide; Tetravalent metals

Indexed keywords

(PL) PROPERTIES; ENDO FULLERENES; METAL CARBIDES; SYSTEMATIC (CO);

ELECTRONIC PROPERTIES; METALS;

STRUCTURAL PROPERTIES;

CARBON; FULLERENE DERIVATIVE; HAFNIUM; ION; METAL; TITANIUM; ZINC;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER PROGRAM; CONFORMATION; ELECTRON; METHODOLOGY; NANOTECHNOLOGY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; OXIDATION REDUCTION REACTION; TEMPERATURE;

CARBON; ELECTRONS; FULLERENES; HAFNIUM; IONS; MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; METALS; MOLECULAR CONFORMATION; MOLECULAR STRUCTURE; NANOTECHNOLOGY; OXIDATION-REDUCTION; SOFTWARE; TEMPERATURE; TITANIUM; ZINC;

EID: 34447544564     PISSN: 15334880     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jnn.2007.313     Document Type: Article

References (57)

1. H. Shinohara, Rep. Prog. Phys. 63, 843 (2000).
2. (a) D. M. P. Mingos, T. Slee, and Z. Lin, Chem. Rev. 90, 383 (1990);
3. (b) D. M. P. Mingos and D. J. Wales, Introduction to Cluster Chemistry, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey (1990).
4. (a) H. W. Kroto, Nature 329, 529 (1987);
5. (b) P. W. Fowler, J. Phys. Chem. Solids 54, 1825 (1993);
6. (c) M. F. Fan, Z. Lin, and S. Yang, J. Mol. Struct. -Theochem. 337, 231 (1995);
7. (d) P. W. Fowler and F. Zerbetto, Chem. Phys. Lett. 243, 36 (1995).
8. X. Lu and Z. Chen, Chem. Rev. 105, 3643 (2005).
9. Y. Maeda, J. Miyashita, T. Hasegawa, T. Wakahara, T. Tsuchiya, L. Feng, Y. Lian, T. Akasaka, K. Kobayashi, S. Nagase, M. Kako, K. Yamamoto, and K. M. Kadish, J. Am. Chem. Soc. 127, 2143 (2005).
10. (a) C.-R. Wang, T. Kai, T. Tomiyama, T. Yoshida, Y. Kobayashi, E. Nishibori, M. Takata, M, Sakata, and H. Shinohara, Nature 408, 426 (2000);
11. (b) M. Takata, E. Nishibori, C.-R. Wang, M. Sakata, and H. Shinohara, Chem. Phys. Lett. 372, 512 (2003).
12. (a) S. Stevenson, P. W. Fowler, T. Heine, J. C. Duchamp, G. Rice, T. Glass, K. Harich, E. Hajdu, R. Bible, and H. C. Dorn, Nature 408, 428 (2000);
13. (b) M. M. Olmstead, H. M. Lee, J. C. Duchamp, S. Stevenson, D. Marciu, H. C. Dorn, and A. L. Balch, Angew. Chem. Int. Ed. 42, 900 (2003).
14. Z.-Q. Shi, X. Wu, C.-R. Wang, X. Lu, and H. Shinohara, Angew. Chem. Int. Ed. 45, 2107 (2006).
15. H. Kato, A. Taninaka, T. Sugai, and H. Shinohara, J. Am. Chem. Soc. 125, 7782 (2003).
16. (a) K. Tan and X. Lu, Chem. Commun. 4444 (2005);
17. (b) T. Yumura, Y. Sato, K. Suenaga, and S. Iijima, J. Phys. Chem. B 109, 20251 (2005).
18. (a) Y. Iiduka, T. Wakahara, T. Nakahodo, T. Tsuchiya, A. Sakuraba, Y. Maeda, T. Akasaka, K. Yoza, E. Horn, T. Kato, M. T. H. Liu, N. Mizorogi, N. Kobayashi, and T. Nagase, J. Am. Chem. Soc. 127, 12500 (2005);
19. (b) K. Tan and X. Lu, J. Phys. Chem. A 110, 1176 (2006).
20. K. Tan, X. Lu, and C.-R. Wang, J. Phys. Chem. B 110, 11098 (2006).
21. (a) M. M. Olmstead, A. de Bettencourt-Dias, J. C. Duchamp, S. Stevenson, D. Marciu, H. C. Dorn, and A. L. Balch, Angew. Chem., Int. Ed. 40, 1223 (2001);
22. (b) S. Stevenson, G. Rice, T. Glass, K. Harich, F. Croner, M. R. Jordan, J. Craft, E. Hadju, R. Bible, M. M. Olmstead, K. Maitra, A. J. Fisher, A. L. Balch, and H. C. Dorn, Nature 401, 55 (1999);
23. (c) B. Cao, T. Wakahra, T. Tsuchiya, M. Kondo, Y. Maeda, G. M. Aminur Rahman, T. Akasaka, K. Kobayashi, S. Nagase, and K. J. Yamamoto, J. Am. Chem. Soc. 126, 9164 (2004);
24. (d) H. Shimotani, T. Ito, Y. Iwasa, A. Taninaka, H. Shinohara, E. Nishibori, M. Takata, and M. Sakata, J. Am. Chem. Soc. 126, 364 (2004);
25. (e) T. Akasaka, S. Nagase, K. Kobayashi, M. Wälchli, K. Yamamoto, H. Funasaka, M. Kako, T. Hoshino, and T. Erata, Angew. Chem. Int. Ed. 36, 1643 (1997).
26. (a) B. Cao, M. Hasegawa, K. Okada, T. Tomiyama, T. Okazaki, K. Suenaga, and H. Shinohara, J. Am. Chem. Soc. 123, 9679 (2001);
27. (b) R. Jaffiol, A. Débarre, C. Julien, D. Nutarelli, P. Téchnio, A. Taninaka, B. Cao, T. Okazaki, and H. Shinohara, Phys. Rev. B 68, 14105 (2003);
28. (c) K. Iwasaki, S. Hino, D. Yoshimura, B. Cao, T. Okazaki, and H. Shinohara, Chem. Phys. Lett. 397, 169 (2004);
29. (d) S. Hino, K. Iwasaki, D. Wanita, D. Yoshimura, B. Cao, T. Okazaki, and H. Shinohara, Fullerenes, Nanotubes, Carbon Nanostruct. 12, 33 (2004).
30. (a) H. Shinohara, H. Sato, M. Ohkohchi, Y. Ando, T. Kodama, T. Shida, T. Kato, and Y. Saito, Nature 357, 52 (1992);
31. (b) C. S. Yannoni, M. Hoinkis, M. S. D. Vries, D, S. Bethune, I. R. Salem, M. S. Crowder, and R. D. Johnson, Science 256, 1191 (1992);
32. (c) M. Takata, E. Nishibori, M. Sakata, M. Inakuma, E. Yamamoto, and H. Shinohara, Phys. Rev. Lett. 83, 2214 (1999).
33. (a) B. Cao, K. Suenaga, T. Okazaki, and H. Shinohara, J. Phys. Chem. B 106, 9295 (2004);
34. (b) K. Sueki, K. Kikuchi, K. Akiyama, T. Sawa, M. Katada, S. Ambe, F. Ambe, and H. Nakahara, Chem. Phys. Lett. 300, 140 (1999).
35. (a) C.-R. Wang, T. Kai, T. Tomiyama, T. Yoshida, Y. Kobayashi, E. Nishibori, M. Takata, M. Sakata, and H. Shinohara, Angew. Chem. Int. Ed. 40, 397 (2001);
36. (b) M. Krause, M. Hulman, H. Kuzmany, O. Dubay, G. Kresse, G. Seifert, C. Wang, and H. Shinohara, Phys. Rev. Lett. 93, 137403 (2004).
37. K. Akiyama, K. Sueki, T. Kodama, K. Kikuchi, Y. Takigawa, H. Nakahara, I. Ikemoto, and M. Katada, Chem. Phys. Lett. 317, 490 (2000).
38. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
39. (a) B. Delley, J. Chem. Phys. 92, 508 (1990);
40. (b) B. Delley, J. Chem. Phys. 113, 7756 (2000).
41. (a) M. Douglas and N. M. Kroll, Acta Phys. 82, 89 (1974);
42. (b) D. D. Koelling and B. N. Harmon, J. Phys. C.: Solid State Phys. 10, 3107 (1977).
43. (a) A. D. Becke, J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993);
44. (b) C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, Phys. Rev. B 37, 785 (1988).
45. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuscria, M. A. Robb, J. R. Checseman, V. G, Zakrzewski, J. A. Montgomery, Jr., R. E. Stratmann, J. C. Burant, S. Dapprich, J. M. Millam, A. D. Daniels, K. N. Kudin, M. C. Strain, O. Farkas, J. Tomasi, V. Barone, M. Cossi, R. Cammi, B. Mennucci, C. Pomelli, C. Adamo, S. Clifford, J. Ochterski, G. A. Petersson, P. Y. Ayala, Q. Cui, K. Morokuma, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. Cioslowski, J. V. Ortiz, A. G. Baboul, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. Gomperts, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, C. Gonzalez, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B, G. Johnson, W. Chen, M. W, Wong, J. L. Andres, M. Head-Gordon, E. S. Replogle, and J. A. Pople, GAUSSIAN 98 (Revision A.11). Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA (1998).
46. W. J. Hehre, R. Ditchfield, and J. A. Pople, J. Chem. Phvs. 56, 2257 (1972).
47. P. J. Hay and W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 82, 299 (1985).
48. K. Wolinski, J. F. Hilton, and P. J. Pulay, J. Am. Chem. Soc. 112, 8251 (1990).
49. (a) R. Taylor, J. P. Hare, A. K. Abdul-Sada, and H. W. Kroto, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1423 (1990);
50. (b) R. Taylor, G. J. Langley, A. G. Avent, T. J. S. Dennis, H. W. Kroto, and D. R. M. Walton, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1029 (1993).
51. (a) J. C. Duchamp, A. Demortier, K. R. Fletcher, D. Dorn, E. B. Iezzi, T. Glass, and H. C. Dorn, Chem. Phys. Lett. 375, 655 (2003);
52. (b) K. Kobayashi and S. Nagase, Chem. Phys. Lett. 362, 373 (2003).
53. J. A. Dean, Lange's handbook of chemistry, McGram-Hill. Inc. (1999), 15th edn.
54. (a) R. B. King, J. Organomet. Chem. 536/537, 7 (1997);
55. (b) F. A. Cotton, G. C. Wilkinson, A. Murillo, and M. Bochmann. Advanced Inorganic Chemistry, Wiley-Interscience, New York (1999), p. 221, 6th edn.
56. 3h) favors a triplet ground state.
57. C. A. Reed and R. D. Bolskar, Chem. Rev. 100, 1075 (2000).