Carbon nanotubes grow on the C face of SiC (0001̄) during sublimation decomposition: Quantum chemical molecular dynamics simulations

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 111, Issue 35, 2007, Pages 12960-12972

  Wang, Zhi ^a   Irle, Stephan ^a,b,c   Zheng, Guishan ^a,d   Kusunoki, Michiko ^c   Morokuma, Keiji ^a,b  

^a EMORY UNIVERSITY   (United States)

^b KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^c NAGOYA UNIVERSITY   (Japan)

^d UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING ENERGY; DECOMPOSITION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; MOLECULAR DYNAMICS; SILICON CARBIDE; SUBLIMATION;

DENSITY FUNCTIONAL TIGHT BINDING (DFTB); GRAPHENE; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; NANOCAP FORMATION; SUBLIMATION DECOMPOSITION; SURFACE LAYERS;

CARBON NANOTUBES;

EID: 34648846445     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp072208d     Document Type: Article

References (59)

1. lijima, S. Nature 1991, 354, 56-58.
2. lijima, S.; Ichihashi, T. Nature 1993, 363, 603-605.
3. Bethune, D. S.; Kiang, C. H.; DeVries, M. S.; Gorman, G.; Savoy, R.; Beyers, R. Nature 1993, 363, 605-607.
4. Thess, A.; Lee, R.; Nikolaev, P.; Dai, H. J.; Petit, P.; Robert, J.; Xu, C. H.; Lee, Y. H.; Kim, S. G.; Rinzler, A. G.; Colbert, D. T.; Scuseria, G. E.; Tomanek, D.; Fischer, J. E.; Smalley, R. E. Science 1996, 273, 483-487.
5. Terrones, M.; Grobert, N.; Olivares, J.; Zhang, J. P.; Terrones, H.; Kordatos, K.; Hsu, W. K.; Hare, J. P.; Townsend, P. D.; Prassides, K.; Cheetham, A. K.; Kroto, H. W.; Walton, D. R. M. Nature 1997, 388, 52-55.
6. Li, W. Z.; Xie, S. S.; Qian, L. X.; Chang, B. H.; Zou, B. S.; Zhou, W. Y.; Zhao, R. A.; Wang, G. Science 1996,.274, 1701-1703.
7. Ren, Z. F.; Huang, Z. P.; Xu, J. W.; Wang, J. H.; Bush, P.; Siegal, M. P.; Provencio, P. N. Science 1998, 282, 1105-1107.
8. Fan, S. S.; Chapline, M. G.; Franklin, N. R.; Tombler, T. W.; Cassell, A. M.; Dai, H. J. Science 1999, 283, 512-514.
9. Harris, P. J. F. Carbon 2007, 45, 229-239.
10. Journet, C.; Bernier, P. Appl. Phys. A 1998, 67, 1-9.
11. Jost, O.; Gorbunov, A. A.; Möller, J.; Pompe, W.; Liu, X.; Georggi, P.; Dunsch, L.; Golden, M. S.; Fink, K. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2875-2883.
12. Delpeux, S.; Szostak, K.; Frackowiak, E.; Bonnamy, S.; Beguin, F. J. Nanosci. Nanotechnol. 2002, 2, 481-484.
13. Nagatsu, M.; Yoshida, T.; Mesko, M.; Ogino, A.; Matsuda, T.; Tanaka, T.; Tatsuoka, H.; Murakami, K. Carbon 2006, 44, 3336-3341.
14. Rinzler, A. G.; Liu, J.; Dai, H.; Nikolaev, P.; Huffman, C. B.; Rodriguez-Marcias, F. J.; Boul, P. J.; Lu, A. H.; Heymann, D.; Colbert, D. T.; Lee, R. S.; Fischer, J. E.; Rao, A. M.; Eklund, P. C.; Smalley, R. E. Appl. Phys. A 1998, 67, 29-37.
15. Itkis, M. E.; Perea, D. E.; Jung, R.; Niyogi, S.; Haddon, R. C. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3439-3448.
16. Saito, R.; Fujita, M.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Appl. Phys. Lett. 1992, 60, 2204-2206.
17. White, C. T.; Robertson, D. H.; Mintmire, J. W. Phys. Rev. B 1993, 47, 5484-5488.
18. Kusunoki, M.; Rokkaku, M.; Suzuki, T. Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 2620-2622.
19. Kusunoki, M.; Suzuki, T.; Kaneko, K.; Ito, M. Philos. Mag. Lett. 1999, 79, 153-161.
20. Kusunoki, M.; Suzuki, T.; Hirayama, T.; Shibata, N.; Kaneko, K. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 531-533.
21. Kusunoki, M.; Suzuki, T.; Honjo, C.; Hirayama, T.; Shibata, N. Chem. Phys. Lett. 2002, 366, 458-462.
22. Kusunoki, M.; Honjo, C.; Suzuki, T.; Hirayama, T. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 103105/1-103105/3.
23. Derycke, V.; Martel, R.; Radosvljevic, M.; Ross, F. M. R.; Avouris, P. Nano Lett. 2002, 2, 1043-1046.
24. Nagano, T.; Ishikawa, Y.; Shibata, N. Jpn. J. Appl. Phys. 2003, 42, 1380-1385.
25. Maruyama, T.; Bang, H.; Kawamura, Y.; Fujita, N.; Tanioku, K.; Shiraiwa, T.; Hozumi, Y.; Naritsuka, S.; Kusunoki, M. Chem. Phys. Lett. 2006, 425, 317-320.
26. Bang, H.; Ito, Y.; Kawamura, Y.; Hosoda, E.; Yoshida, C.; Maruyama, T.; Naritsuka, S.; Kusunoki, M. Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 2006, 45, 372-374.
27. Botti, S.; Asilyan, L. S.; Ciardi, R.; Fabbri, F.; Loreti, S.; Santoni, A.; Orlanducci, S. Chem. Phys. Lett. 2004, 396, 1-5.
28. Botti, S.; Ciardi, R.; Asilyan, L.; De Dominicis, L.; Fabbri, F. Chem. Phys. Lett. 2004, 400, 264-267.
29. Konishi, H.; Matsuoka, H.; Toyama, N.; Naitoh, M.; Nishigaki, S.; Kusunoki, M. Thin Solid Films 2004, 464-465, 295-298.
30. Nikitin, A.; Gogotsi, Y. In Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology; Nalwa, H. S., Ed.; American Scientific Publishers: Stevenson Ranch, CA, 2003; Vol. 7, pp 553-574.
31. Van Bommel, A. J.; Crombeen, J. E.; Van Tooren, A. Surf. Sci. 1975, 48, 463-472.
32. Hass, J.; Feng, R.; Li, T.; Zong, Z.; de Heer, W. A.; First, P. N.; Conrad, E. H.; Jeffrey, C. A.; Berger, C. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 143106/ 1-143106/3.
33. Gogotsi, Y.; Kamyshenko, V.; Shevchenko, V.; Welz, S.; Ersoy, D. A.; McNallan, M. J. In Functional Gradient Materials and Surface Layers Prepared by Fine Particles Technology; Baraton, M.-I., Uvarova, I., Eds.; Kluwer: Dordrecht, The Netherlands, 2001, pp 239-255.
34. Irle, S.; Zheng, G. S.; Elstner, M.; Morokuma, K. Nano Lett. 2003, 3, 1657-1664.
35. Irle, S.; Zheng, G.; Elstner, M.; Morokuma, K. In Theory and Applications of Computational Chemistry: The First 40 Years; Dykstra, C. E., Frenking, G., Kim, K. S., Scuseria, G. E., Eds.; Elsevier: New York, 2005.
36. Zheng, G.; Irle, S.; Morokuma, K. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014708.
37. Irle, S.; Zheng, G.; Wang, Z.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14531-14545.
38. Irle, S.; Zheng, G.; Wang, Z.; Morokuma, K. Nano 2007, 2, 21-30.
39. Brenner, D. W. Phys. Rev. B 1990, 42, 9458-9471.
40. Brenner, D. W. Phys. Rev. B 1992, 46, 1948.
41. Porezag, D.; Frauenheim, T.; Kohler, T.; Seifert, G.; Kaschner, R. Phys. Rev. B 1995, 51, 12947-12957.
42. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Eisner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260-7268.
43. Frauenheim, T.; Seifert, G.; Elstner, M.; Hajnal, Z.; Jungnickel, G.; Porezag, D.; Suhai, S.; Scholz, R. Phys. Status Solidi B 2000, 217, 41-62.
44. Frauenheim, T.; Seifert, G.; Elstner, M.; Niehaus, T.; Kohler, C.; Amkreutz, M.; Sternberg, M.; Hajnal, Z.; Di Carlo, A.; Suhai, S. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, 3015-3047.
45. Zheng, G.; Irle, S.; Elstner, M.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3182-3194.
46. Irle, S.; Wang, Z.; Zheng, G.; Morokuma, K.; Kusunoki, M. J. Chem. Phys. 2006, 125, 044702/1-044702/5.
47. Frauenheim, T.; Weich, F.; Kohler, T.; Uhlmann, S.; Porezag, D.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1995, 52, 11492-11501.
48. Gutierrez, R.; Frauenheim, T.; Kohler, T.; Seifert, G. J. Mater. Chem. 1996, 6, 1657-1663.
49. Zheng, G. S.; Irle, S.; Morokuma, K. Chem. Phys. Lett. 2005, 412, 210-216.
50. Forbeaux, I.; Themlin, J.-M.; Charrier, A.; Thibaudau, F.; Debever, J.-M. Appl. Surf. Sci. 2000, 162-163, 406-412.
51. Charrier, A.; Coati, A.; Argunova, T.; Thibaudau, F.; Garreau, Y.; Pinchaux, R.; Forbeaux, I.; Debever, J.-M.; Sauvage-Simkin, M.; Themlin, J.-M. J. Appl. Phys. 2002, 92, 2479-2484.
52. Irle, S.; Zheng, G. S.; Elstner, M.; Morokuma, K. Nano Lett. 2003, 3, 465-470.
53. Whittaker, A. G. Science 1978, 200, 763-764.
54. Li, S.; Zhou, H.; Gu, H.; Zhu, J. Carbon 2000, 38, 929-941.
55. Lamperti, A.; Ossi, P. M. Chem. Phys. Lett. 2003, 376, 662-665.
56. Zhao, X.; Ando, Y.; Liu, Y.; Jinno, M.; Suzuki, T. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 187401/1-187401/4.
57. Ravagnan, L.; Siviero, F.; Salis, E.; Piseri, P.; Milani, P.; Lenardi, C.; Li Bassi, A.; Casari, C. S.; Bottani, C. E. In Polyynes: Synthesis, Properties, and Applications; Cataldo, F., Ed.; Taylor and Francis: Boca Raton, FL, 2006; pp 15-35.
58. Ravagnan, L.; Bongiorno, G.; Bandiera, D.; Salis, E.; Piseri, P.; Milani, P.; Lenardi, C.; Coreno, M.; de Simone, M.; Prince, K. C. Carbon 2006, 44, 1518-1524.
59. Marks, N. A.; Cooper, N. C.; McKenzie, D. R. Phys. Rev. B 2002, 65, 075411/1-075411/9.