Theoretical study on the assembly and stabilization of a magic cluster Al4N-

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 111, Issue 42, 2007, Pages 10675-10681

  Yang, Li Ming ^a   Ding, Yi Hong ^a   Sun, Chia Chung ^a  

^a JILIN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DIMERS; GROUND STATE; IONS; NITROGEN COMPOUNDS; STABILIZATION;

IONIC BONDING; MAGIC CLUSTERS; POLYATOMIC MOLECULES; STAKED DIMERS;

ALUMINUM COMPOUNDS;

EID: 35748962641     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp071054z     Document Type: Article

References (109)

1. (a) Ponce, F. A.; Bour. D. P. Nature (London) 1997, 386, 351.
2. (b) Kiehne, G. T.; Wong, G. K. L.; Ketterson, J. B. J. Appl. Phys. 1998, 84, 5922.
3. (c) Krupitskaya, R. Y.; Auner, G. W. J. Appl. Phys. 1998, 84, 2861.
4. (d) Kuo, P. K.; Auner, G. W.; Wu, Z. L. Thin Solid Films 1994, 253, 223.
5. (e) Ruiz, E.; Alvarez, S.; Alemany, P. Phys. Rev. B 1994, 49, 7115.
6. (e) Wang, X. D.; Jiang, W.; Norton, M. G.; Hipps, K. W. Thin Solid Films 1994, 251, 121.
7. (f) Kotula, P. G.; Carter, C. B.; Norton, M. G. J. Mater. Sci. Lett. 1994, 13, 1275.
8. (g) Rille, E.; Zarwasch, R.; Pulker, H. K. Thin Solid Films 1993, 228, 215.
9. (h) Kim, H. J.; Egashira, Y.; Komiyama, H. Appl. Phys. Lett. 1991, 59, 2521.
10. (i) Pauleau, Y.; Bouteville, A.: Hantzpergue, J. J.; Remy, J. C.; Cachard, A. J. Electrochem. Soc. 1980, 127, 1532.
11. (j) Kimura, I.; Hotta, N.; Nukui, H.; Saito, N.; Yasukawa, S. J. Mater. Sci. Lett. 1988, 7, 66.
12. (k) Kimura, I.; Hotta, N.; Nukui, H.; Saito, N.; Yasukawa, S. J. Mater. Sci. 1989, 24, 4076.
13. (l) Egashira, Y.; Kim, H. J.; Komiyama, H. J. Am. Ceram. Soc. 1994, 77, 2009.
14. (m) Hashman, T. W.; Pratsinis, S. E. J. Am. Ceram. Soc. 1992, 75, 920.
15. (n) Lee, W. Y.; Lackey, W. J.; Agrawal, P. K. J. Am. Ceram. Soc. 1991, 74, 1821.
16. (o) Chu, T. L.; Kelm, R. W. J Electrochem. Soc. 1975, 122, 995.
17. (p) Jiang, Z. P.; Interrante, L. V. Chem. Mater. 1990, 2, 439.
18. (q) Sauls, F. C.; Interrante, L. V. Coord. Chem. Rev. 1993, 128, 193.
19. (r) Sauls, F.; Interrante, L. V.; Jiang, Z. P. Inorg. Chem. 1990, 29, 2989.
20. (s) Sauls, F. C.; Hurley, W. J.; Interrante, L. V.; Marchetti, P. S.; Maciel, G. E. Chem. Mater. 1995, 7, 1361.
21. (a) Wu, Q.; Hu, Z.; Wang, X. Z.; Lu, Y. N.; Chen, X.; Xu, H.; Chen, Y. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10176-10177.
22. (b) Zhao, M. W.; Xia, Y. Y.; Zhang, D. J.; Mei, L. M. Phys. Rev. B 2003, 68, 235415.
23. (c) Chen, X.; Ma, J.; Hu, Z.; Wu, Q.; Chen, Y. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7982-7983, and references therein.
24. (d) Xu, X. H.; Wu, H. S.; Zhang, F. Q.; Zhang, C. J.; Jin, Z. H. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2001, 542, 239.
25. (e) Zhang, D. J.; Zhang, R. Q. Chem. Phys. Lett. 2003, 371, 426.
26. (f) Wu, H. S.; Zhang, F. Q.; Xu, X. H.; Zhang, C. J.; Jiao, H. J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 204-209.
27. (a) Nakamura, S. In Proceedings of International Symposium on Blue Laser and Light Emitting Diodes; Yoshikawa, A., Kishino, K., Klobayashi, M., Yasuda, T., Eds.; Chiba University Press: Chiba City, 1996; p 119, and references therein.
28. (b) Belyanin, A. F.; Bouilov, L. L.; Zhirnov, V. V.; Kamenev, A. I.; Kovalskij, K. A.; Spitsyn, B. V. Diamond Relat. Mater. 1999, 8, 369, and references therein.
29. (a) Morz, T. J., Jr. Ceram. Bull. 1991, 70, 849. 1.
30. (b) Chemistry of Aluminum, Gallium, Indium and Thallium; Downs, A. J., Ed.; Chapman and Hall: New York, 1993.
31. (c) Pandey, R.; Sutjianto, A.; Seel, M.; Jaffe, J. E. J. Mater. Res. 1993, 8, 1992.
32. (d) Ruiz, E.; Alvarez, S.; Alemarz, P. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1994, 94, 7115.
33. (e) Miwa, K.; Fukumoto, A. Phys. Rev. B 1993, 48, 789.
34. (f) Ueno, M.; Onodera, A.; Shimomura, O.; Takemura, K. Phys. Rev. B 1992, 45, 10123.
35. (g) Knudsen, A. K. Bull. Am. Ceram. Soc. 1995, 74, 97.
36. (h) Timoshkin, A. Y.; Bettinger, H. F.; Schaefer, H. F., III. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5668.
37. (i) Krupitskaya, R. Y.; Auner, G. W. J. Appl. Phys. 1998. 84, 2861.
38. (j) Kiehne, G. T.; Wong, G. K. L.; Ketterson, J. B. J. Appl. Phys. 1998, 84, 5922.
39. (a) Schleyer, P. v. R.; Boldyrev, A. I. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1991, 1536.
40. (b) Boldyrev, A. I.; Schleyer, P. v. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9045.
41. (c). Boldyrev, A. I.; Simons, J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7967.
42. (d) Li, X.; Wang, L.-S.; Boldyrev, A. I.; Simons, J. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6033.
43. (e) Li, X.; Zhang, H. F.; Wang, L. S.; Geske, G. D.; Boldyrev, A. I. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 3630.
44. (f) Wang, L. S.; Boldyrev, A. I.; Li, X.; Simons, J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7681.
45. (g) Zakrzewski, V. G.; Niessen, von W.; Boldyrev, A. I.; Schleyer, P. V. R. Chem. Phys. Lett. 1993, 174, 167.
46. (h) Boldyrev, A. I.; Li, X.; Wang, L. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 3307.
47. (i) Li, X.; Zhan, H. J.; Wang, L. S. Chem. Phys. Lett. 2002, 357, 415.
48. (j) Nayak, S. K.; Khana, S. N.; Jena, P. Phys. Rev. B 1998, 57, 3787.
49. (k) Nayak, S. K.; Rao, B. K.; Jena, P.; Li, X.; Wang, L. S. Chem. Lett. 1999, 301, 379.
50. (l) Boo, B. H.; Liu, Z. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 1250.
51. (m) Andrews, L.; Zhou, M.; Chertihin, G. V.; Bare, W. D.; Hannachi, Y. J. Phys. A 2000, 104, 1656, and references therein.
52. (n) Leskiw, B. R.; Castleman, A. W., Jr.; Ashman, C.; Khanna, S. N. J. Chem. Phys. 2001, 114, 1165.
53. (o) Ling, L.; Song, B.; Cao, P.-L. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2005, 728, 215.
54. (p) Gou, L.; Wu, H.-S. Int. J. Quantum Chem. 2006, 106. 1250.
55. (q) Li. X.; Wang, L. S. Eur. Phys. J. D 2005, 34, 9.
56. (r) Meloni, G.; Sheehan, S. M.: Parsons, B. F.; Neumark, D. M. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 3527.
57. (s) Boris, B.; Boldyrev, A. I.; Li, X.; Wang, L. S. J. Chem. Phys. 2006, 125, 124305, and references therein.
58. (a) Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brian, S. C.: Curl, R. F.; Smalley, R. E. Nature (London) 1985, 318, 162.
59. (b) Kratschmer, W.; Lamb, L. D.; Fostiropoulos, F.; Huffman, D. R. Nature (London) 1990, 347, 354.
60. (c) Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G.; Eklund, P. C Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes; Academic: San Diego, 1996.
61. (a) Guo, B. C.; Kerns, K. P.; Castleman, A. W. Science 1992, 255, 1411.
62. (b) Cartier, S. F.; Chen, Z. Y.; Walder, G. J.; Sleppy, G R.; Castleman, A. W., Jr. Science 1993, 260, 195.
63. (c) Cartier, S. F.; May, B. D.; Castleman, A. W., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 5295.
64. (d) Deng, H. T.; Kerns, K. P.; Castleman, A. W., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 446.
65. (a) Li, X.; Wu, H.; Wang, X. B.; Wang. L. S. Phys. Rev. Lett. 1998, 81. 1909.
66. (b) Dolgounitcheva. O.; Zakrzewski, V. C.; Ortiz, J. V. J. Chem. Phys. 1999, 111, 10762.
67. (c) Zheng, W. J.; Thomas, O. C.; Lippa. T. P.; Xu, S. J.; Bowen, K. H., Jr. J. Chem. Phys. 2006, 124, 144304, and references therein.
68. (d) Khanna. S. N.; Jena, P. Phys. Rev. Lett. 1992, 69, 1664.
69. (e) Khanna, S. N.; Jena, P. Phys. Rev. B 1995, 51, 13705.
70. (f) Kurikawa, T.; Takeda, H.; Hirano, M.; Judai, K.; Arita, T.; Nagao. S.; Nakajima, A.; Kaya, K. Organometallics 1999, 18, 1430.
71. - at the B3LYP/6-311 +G(d) level of theory. For the example of NICS see: Schleyer, P. v. R.; Maerker, C.; Dransfeld, A.; Jiao, H.; Hommes, N. J. R. V. E. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6317.
72. (a) Peckham, T. J.; Gomez-Elipe, P.; Manners, I. Metallocenes, Vol. 2; Togni, A.. Halterman, R. L., Eds.: Wiley-VCH: Weinheim, 1998; p 724.
73. (b) Yang, L. M.; Ding, Y. H.; Sun. C. C. ChemPhysChem 2006, 7, 2478-2482.
74. (c) Yang, L. M.; Ding, Y. H.; Sun, C. C. Chem. Eur. J. 2007, 13, 2546-2555.
75. (d) Yang, L. M.; Ding, Y. H.; Sun, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 658-665.
76. (e) Yang, L. M.; Ding, Y. H.; Sun, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1900-1901.
77. (f) Yang, L. M.; Wang, J.; Ding, Y. H.; Sun, C. C. Organometallics 2007, 26, 4449.
78. (g) Yang, L. M.; Wang, J.; Ding, Y. H.; Sun, C. C. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 9122-9129.
79. (h) Yang, L. M.; Ding, Y. H.; Tian, W. Q.; Sun, C. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, B707898F, ASAP article.
80. (i) Yang, L. M.; Ding, Y. H.; Sun, C. C. Theor. Chem. Acc. 2007, in press.
81. (a) Bergeron, D. E.; Castleman, A. W.. Jr.; Morisato, T.: Khanna, S. N. Science 2004, 304, 84-87.
82. (b) Bergeron, D. E.; Roach, P. J.; Castleman, A. W.; Jones, N.; Khanna, S. N. Science 2005, 307, 231-235.
83. (a) Tsuzuki, S.; Honda, K.; Uchimaru, T.; Mikami, M.; Tanabe, K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 104. and references therein.
84. (b) Sinnokrot, M. O.; Valeev, E. F.; Sherrill, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10887, and references therein.
85. (c) Burley, S. K.; Petsko, G. A. Science 1985, 229, 23.
86. (d) Hunter, C. A. Chem. Soc. Rev. 1994, 23, 101.
87. (e) Rebek, J., Jr. Chem. Soc. Rev. 1996, 25, 255.
88. (f) Felker, P. M.; Maxton, P. M.; Schaeffer, M. W. Chem. Rev. 1994, 94, 1787.
89. (a) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
90. (b) Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
91. (c) Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. V. R. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294.
92. (d) Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265.
93. (e) Frisch, M. J., et. al. Gaussian03, Rev. A.I; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003. (For full citations, see Supporting Information).
94. (f) MO pictures were made with MOLDEN3.4 program. G. Schaftenaar, MOLDEN3.4, CAOS/ CAMM Center: The Netherlands, 1998.
95. (a) Mercero, J. M.; Ugalde, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3380.
96. (b) Mercero, J. M.; Formoso, E.; Matxain, J. M.; Eriksson, L. A.; Ugalde, J. M. Chem. Eur. J. 2006, 12, 4495.
97. (c) Urnezius, E.; Brennessel, W. W.; Cramer, C. J.; Ellis, J. E.; Schleyer, P. V. R. Science 2002, 295, 832.
98. (d) Lein, M.; Frunzke, J.; Frenking, G. Inorg. Chem. 2003, 42, 2504.
99. (e) Frunzke, J.; Lein, M.; Frenking, G. Organometallics 2002, 21, 3351.
100. (f) Mercero, J. M.; Matxain, J. M.; Ugalde, J. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 5485.
101. (g) Cheng, L. P.; Li, Q. S. J. Phys. Chem. A 2003, 107. 2882.
102. (h) Cheng, L. P.; Li, Q. S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 3182.
103. (i) Guan, J.; Li, Q. S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 9875.
104. (a) Li, J.; Li, X.; Zhai, H. J.; Wang, L. S. Science 2003, 299, 864.
105. (b) Zhang, H. F.; Stender, M.; Zhang, R.; Wang, C M.; Li, J.; Wang, L. S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12259-12263.
106. (a) Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1996, 256. 454.
107. (b) Gisbergen, S. J. A.; van Kootstra, F.; Schipper, P. R. T.; Gritsenko, O. V.; Snijders, J. G.; Baerends, E. J. Phys. Rev. A 1998, 57, 2556.
108. (c) Matsuzawa, N. N.; Ishitani, A.; Dixon, D. A.; Uda, T. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 4953.
109. - is a follows: N atom carries negative charge: - 2.3084 and Al atom carries positive charge: 0.3271 at the B3LYP/6-311+G(d) level.