Transformation from chemisorption to physisorption with tube diameter and gas concentration: Computational studies on N H3 adsorption in BN nanotubes

Journal of Chemical Physics

Volumn 127, Issue 18, 2007, Pages

  Li, Yafei ^a   Zhou, Zhen ^a   Zhao, Jijun ^b  

^a NANKAI UNIVERSITY   (China)

^b DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMMONIA; BAND STRUCTURE; BORON NITRIDE; CHEMISORPTION; HYDROGEN BONDS; PHYSISORPTION;

ADSORPTION ENERGY; GAS CONCENTRATION; GRAPHENE LAYERS;

NANOTUBES;

EID: 36148999497     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2786112     Document Type: Article

References (47)

1. A. Rubio, J. L. Corkill, and M. L. Cohen, Phys. Rev. B 49, 5081 (1994).
2. N. G. Chopra, R. J. Luyken, K. Cherrey, V. H. Crespi, M. L. Cohen, S. G. Louie, and A. Zettl, Science 269, 966 (1994).
3. Z. Zhou, J. J. Zhao, Z. F. Chen, X. P. Gao, T. Y. Yan, and P. v. R. Schleyer, J. Phys. Chem. B 110, 13363 (2006).
4. Y. Chen, J. Zou, S. J. Campbell, and G. L. Caer, Appl. Phys. Lett. 84, 2430 (2004).
5. R. Z. Ma, D. Golberg, Y. Bando, and T. Sasaki, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 362, 2161 (2004).
6. Z. Zhou, J. J. Zhao, X. P. Gao, Z. F. Chen, J. Yan, P. v. R. Schleyer, and M. Morinaga, Chem. Mater. 17, 992 (2005).
7. C. Y. Zhi, Y. Bando, C. C. Tang, and D. Golberg, J. Am. Chem. Soc. 127, 17144 (2005).
8. X. Chen, X. P. Gao, H. Zhang, Z. Zhou, W. K. Hu, G. L. Pan, H. Y. Zhu, T. Y. Yan, and D. Y. Song, J. Phys. Chem. B 109, 11525 (2005).
9. D. Golberg and Y. Bando, Appl. Phys. Lett. 79, 415 (2001).
10. Z. Zhou, J. J. Zhao, X. P. Gao, Z. F. Chen, J. P. Lu, P. v. R. Schleyer, and C. K. Yang, J. Phys. Chem. B 110, 2529 (2006).
11. V. H. Crespi and M. L. Cohen, Phys. Rev. Lett. 79, 2093 (1997).
12. T. Yoshioka, H. Suzura, and T. Ando, J. Phys. Soc. Jpn. 0031-9015 10.1143/JPSJ.72.2656 72, 2656 (2003); Y. Miyamoto, A. Rubio, M. L. Cohen, and S. G. Louie, Phys. Rev. B 0163-1829 10.1103/PhysRevB.50.4976 50, 4976 (1994); X. Blase, J. C. Charlier, A. De Vita, and R. Car, Appl. Phys. Lett. 70, 197 (1997).
13. T. Yoshioka, H. Suzura, and T. Ando, J. Phys. Soc. Jpn. 0031-9015 10.1143/JPSJ.72.2656 72, 2656 (2003); Y. Miyamoto, A. Rubio, M. L. Cohen, and S. G. Louie, Phys. Rev. B 0163-1829 10.1103/PhysRevB.50.4976 50, 4976 (1994); X. Blase, J. C. Charlier, A. De Vita, and R. Car, Appl. Phys. Lett. 70, 197 (1997).
14. T. Yoshioka, H. Suzura, and T. Ando, J. Phys. Soc. Jpn. 0031-9015 10.1143/JPSJ.72.2656 72, 2656 (2003); Y. Miyamoto, A. Rubio, M. L. Cohen, and S. G. Louie, Phys. Rev. B 0163-1829 10.1103/PhysRevB.50.4976 50, 4976 (1994); X. Blase, J. C. Charlier, A. De Vita, and R. Car, Appl. Phys. Lett. 70, 197 (1997).
15. T. M. Schmidt, R. J. Baierle, P. Piquini, and A. Fazzio, Phys. Rev. B 0163-1829 10.1103/PhysRevB.67.113407 67, 113407 (2003); P. Piquini, R. J. Baierle, T. M. Schmidt, and A. Fazzio, Nanotechnology 16, 827 (2005).
16. T. M. Schmidt, R. J. Baierle, P. Piquini, and A. Fazzio, Phys. Rev. B 0163-1829 10.1103/PhysRevB.67.113407 67, 113407 (2003); P. Piquini, R. J. Baierle, T. M. Schmidt, and A. Fazzio, Nanotechnology 16, 827 (2005).
17. C. K. Yang, J. J. Zhao, and J. P. Lu, Phys. Rev. B 0163-1829 10.1103/PhysRevB.74.235445 74, 235445 (2006); H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, New J. Phys. 7, 39 (2005).
18. C. K. Yang, J. J. Zhao, and J. P. Lu, Phys. Rev. B 0163-1829 10.1103/PhysRevB.74.235445 74, 235445 (2006); H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, New J. Phys. 7, 39 (2005).
19. W. Mickelson, S. Aloni, W. Q. Han, J. Cumings, and A. Zettl, Science 300, 467 (2003).
20. W. Q. Han and A. Zettl, J. Am. Chem. Soc. 125, 20621 (2003).
21. J. Li, G. Zhou, H. Liu, and W. Duan, Chem. Phys. Lett. 0009-2614 10.1016/j.cplett.2006.05.088 426, 148 (2006); X. J. Wu and X. C. Zeng, Chem. Phys. 125, 044711 (2006).
22. J. Li, G. Zhou, H. Liu, and W. Duan, Chem. Phys. Lett. 0009-2614 10.1016/j.cplett.2006.05.088 426, 148 (2006); X. J. Wu and X. C. Zeng, Chem. Phys. 125, 044711 (2006).
23. C. C. Tang, Y. Bando, Y. Huang, S. L. Yue, C. Z. Gu, F. F. Xu, and D. Golberg, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja042388u 127, 6552 (2005); Z. Zhou, J. J. Zhao, Z. F. Chen, and P. v. R. Schleyer, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 25678 (2006); H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2142290 87, 243113 (2005); L. Lai, W. Song, J. Lu, Z. Gao, S. Nagase, M. Ni, W. N. Mei, J. Liu, D. Yu, and H. Ye, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 14092 (2006); J. Zhang, K. P. Loh, S. W. Yang, and P. Wu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2140876 87, 243105 (2005); J. Zhang, K. P. Loh, M. Deng, M. B. Sullivian, J. Zheng, and P. Wu, J. Appl. Phys. 99, 104309 (2006).
24. C. C. Tang, Y. Bando, Y. Huang, S. L. Yue, C. Z. Gu, F. F. Xu, and D. Golberg, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja042388u 127, 6552 (2005); Z. Zhou, J. J. Zhao, Z. F. Chen, and P. v. R. Schleyer, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 25678 (2006); H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2142290 87, 243113 (2005); L. Lai, W. Song, J. Lu, Z. Gao, S. Nagase, M. Ni, W. N. Mei, J. Liu, D. Yu, and H. Ye, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 14092 (2006); J. Zhang, K. P. Loh, S. W. Yang, and P. Wu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2140876 87, 243105 (2005); J. Zhang, K. P. Loh, M. Deng, M. B. Sullivian, J. Zheng, and P. Wu, J. Appl. Phys. 99, 104309 (2006).
25. C. C. Tang, Y. Bando, Y. Huang, S. L. Yue, C. Z. Gu, F. F. Xu, and D. Golberg, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja042388u 127, 6552 (2005); Z. Zhou, J. J. Zhao, Z. F. Chen, and P. v. R. Schleyer, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 25678 (2006); H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2142290 87, 243113 (2005); L. Lai, W. Song, J. Lu, Z. Gao, S. Nagase, M. Ni, W. N. Mei, J. Liu, D. Yu, and H. Ye, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 14092 (2006); J. Zhang, K. P. Loh, S. W. Yang, and P. Wu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2140876 87, 243105 (2005); J. Zhang, K. P. Loh, M. Deng, M. B. Sullivian, J. Zheng, and P. Wu, J. Appl. Phys. 99, 104309 (2006).
26. C. C. Tang, Y. Bando, Y. Huang, S. L. Yue, C. Z. Gu, F. F. Xu, and D. Golberg, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja042388u 127, 6552 (2005); Z. Zhou, J. J. Zhao, Z. F. Chen, and P. v. R. Schleyer, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 25678 (2006); H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2142290 87, 243113 (2005); L. Lai, W. Song, J. Lu, Z. Gao, S. Nagase, M. Ni, W. N. Mei, J. Liu, D. Yu, and H. Ye, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 14092 (2006); J. Zhang, K. P. Loh, S. W. Yang, and P. Wu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2140876 87, 243105 (2005); J. Zhang, K. P. Loh, M. Deng, M. B. Sullivian, J. Zheng, and P. Wu, J. Appl. Phys. 99, 104309 (2006).
27. C. C. Tang, Y. Bando, Y. Huang, S. L. Yue, C. Z. Gu, F. F. Xu, and D. Golberg, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja042388u 127, 6552 (2005); Z. Zhou, J. J. Zhao, Z. F. Chen, and P. v. R. Schleyer, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 25678 (2006); H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2142290 87, 243113 (2005); L. Lai, W. Song, J. Lu, Z. Gao, S. Nagase, M. Ni, W. N. Mei, J. Liu, D. Yu, and H. Ye, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 14092 (2006); J. Zhang, K. P. Loh, S. W. Yang, and P. Wu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2140876 87, 243105 (2005); J. Zhang, K. P. Loh, M. Deng, M. B. Sullivian, J. Zheng, and P. Wu, J. Appl. Phys. 99, 104309 (2006).
28. C. C. Tang, Y. Bando, Y. Huang, S. L. Yue, C. Z. Gu, F. F. Xu, and D. Golberg, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja042388u 127, 6552 (2005); Z. Zhou, J. J. Zhao, Z. F. Chen, and P. v. R. Schleyer, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 25678 (2006); H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2142290 87, 243113 (2005); L. Lai, W. Song, J. Lu, Z. Gao, S. Nagase, M. Ni, W. N. Mei, J. Liu, D. Yu, and H. Ye, J. Phys. Chem. B 1089-5647 110, 14092 (2006); J. Zhang, K. P. Loh, S. W. Yang, and P. Wu, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 10.1063/1.2140876 87, 243105 (2005); J. Zhang, K. P. Loh, M. Deng, M. B. Sullivian, J. Zheng, and P. Wu, J. Appl. Phys. 99, 104309 (2006).
29. J. Kong, N. R. Franklin, C. Zhou, M. G. Chapline, S. Peng, K. Cho, and H. J. Dai, Science 287, 623 (2000).
30. C. W. Bauschlicher, Jr. and A. Rocca, Phys. Rev. B 70, 115409 (2004).
31. J. J. Zhao, A. Buidum, J. Han, and J. P. Lu, Nanotechnology 13, 195 (2002).
32. X. J. Wu, W. An, and X. C. Zeng, J. Am. Chem. Soc. 128, 12001 (2006).
33. J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B 45, 13244 (1992).
34. B. Delley, J. Chem. Phys. 0021-9606 10.1063/1.458452 92, 508 (1990); B. Delley, J. Chem. Phys. 113, 7756 (2000).
35. B. Delley, J. Chem. Phys. 0021-9606 10.1063/1.458452 92, 508 (1990); B. Delley, J. Chem. Phys. 113, 7756 (2000).
36. R. Z. Ma, Y. Bando, T. Sato, and K. Kurashima, Chem. Mater. 0897-4756 10.1021/cm0102741 13, 2965 (2001); R. S. Lee, J. Gavillet, M. L. de la Chapelle, A. Loiseau, J. L. Cochon, D. Pigache, J. Thibault, and F. Willaime, Phys. Rev. B 64, 121405 (2001).
37. R. Z. Ma, Y. Bando, T. Sato, and K. Kurashima, Chem. Mater. 0897-4756 10.1021/cm0102741 13, 2965 (2001); R. S. Lee, J. Gavillet, M. L. de la Chapelle, A. Loiseau, J. L. Cochon, D. Pigache, J. Thibault, and F. Willaime, Phys. Rev. B 64, 121405 (2001).
38. L. R. Thorne, R. D. Suenram, and F. J. Lovas, J. Chem. Phys. 78, 167 (1983).
39. D. A. Dixon and M. Gutowski, J. Phys. Chem. A 1089-5639 10.1021/jp0445627 109, 5129 (2005); D. Grant and D. A. Dixon, J. Phys. Chem. A 110, 12955 (2006).
40. D. A. Dixon and M. Gutowski, J. Phys. Chem. A 1089-5639 10.1021/jp0445627 109, 5129 (2005); D. Grant and D. A. Dixon, J. Phys. Chem. A 110, 12955 (2006).
41. N. E. Christensen and I. Gorczyca, Phys. Rev. B 50, 4397 (1994).
42. J. J. Zhao, H. Park, J. Han, and J. P. Lu, J. Phys. Chem. B 1089-5647 10.1021/jp036814u 108, 4227 (2004); J. J. Zhao, Z. F. Chen, Z. Zhou, H. Park, P. V. Schleyer, and J. P. Lu, ChemPhysChem 6, 598 (2005).
43. J. J. Zhao, H. Park, J. Han, and J. P. Lu, J. Phys. Chem. B 1089-5647 10.1021/jp036814u 108, 4227 (2004); J. J. Zhao, Z. F. Chen, Z. Zhou, H. Park, P. V. Schleyer, and J. P. Lu, ChemPhysChem 6, 598 (2005).
44. X. J. Wu, J. L. Yang, J. G. Hou, and Q. S. Zhu, J. Chem. Phys. 124, 054706 (2006).
45. Z. Zhou, X. P. Gao, J. Yan, and D. Y. Song, Carbon 44, 939 (2006).
46. S. Okada, S. Saito, and A. Oshiyama, Phys. Rev. B 65, 165410 (2002).
47. See EPAPS Document No. E-JCPSA6-127-807738 for metastable configurations and density of states (DOS) of (10,0) BNNTs adsorbed with NH3 at various coverages.. This document can be reached through a direct link in the online article's HTML reference section or via the EPAPS homepage (http://www.aip.org/ pubservs/epaps.html).