Addition of POSS-T8 to the Si(100) surface

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 112, Issue 3, 2008, Pages 754-761

  Tejerina, Baudilio ^a   Gordon, Mark S ^a  

^a IOWA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CLUSTER MODEL; SI-SI BOND;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; PERTURBATION TECHNIQUES; SILICON; WAVE FUNCTIONS;

SURFACE ANALYSIS;

EID: 38949162266     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp073164b     Document Type: Article

References (121)

1. (a) Buriak, J. M.; Chem. Rev. 2002, 102, 1271.
2. (b) Hamers, R. J.; Wang, Y. Chem. Rev. 1996, 96, 1261.
3. (c) Walterburg, H. N.; Yates, J. T. Chem. Rev. 1995, 95, 1589.
4. Woodruff, D. P.; Delchar, T. A. Modern Techniques of Surface Science; Cambridge University Press; New York, 1986.
5. Van Hove, M. A.; Weinberg, W. H.; Chan, C.-M. Low-Energy Electron Diffraction; Springer-Verlag; Berlin, 1986.
6. (a) Chen, C. J. Introduction to Scanning Tunneling Microscopy; Oxford University Press; Oxford, U.K., 1993.
7. (b) Rohrer, H. Surf. Sci. 1994, 299, 956.
8. (c) Schmidt, M.; Stadler, H.; Varga, P. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 1441.
9. Quate, C. F. Surf. Sci. 1994, 299, 980.
10. Tery L. Barr, Medern ESCA. The Principles and Practice of X-Ray Photoelectron Spectroscopy; CRC Press; Boca Raton, FL, 1994.
11. (a) Chesters, M. A.; Hargreaves, E. C.; Pearson, M.; Hollins, P.; Slater, D. A.; Chalmers, J. M.; Ruzicka, B.; Surman, M.; Tobin, M. J. In Infrared Synchrotron Radiation; P. Calvani, P. Roy, Eds.; 1998; pp 439-448.
12. (b) Roberts, A. J.; Williams, J.; Nunney, T. S.; Surman, M. Proceedings of the SPIE Conference, Williams, G. P., Dumas, P., Eds.; SPIE, 1997; 110, p 3153.
13. (a) Groß, A. Surf. Chem. 2002, 500, 347.
14. (b) Stampfl, C.; Gaduglia-Pirovano, M. V.; Reuter, K.; Scheffler, M. Surf. Chem. 2002, 500, 368.
15. (c) Sánchez-Portal, D.; Ordejón, P.; Artacho, E.; Soler, J. M. Int. J. Quant. Chem. 1997, 65, 453.
16. (a) Shoemaker, J. R.; Burgraff, L. W.; Gordon. M. S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3245.
17. (b) Groß, A. Surf. Sci. Rep. 1998, 32, 291.
18. Starrost, F.; Carter, E. A. Surf. Chem. 2002, 500, 323.
19. Chuang, C.-C.; Huang, I.-J.; Lung, C.-H.; Hwang, H.-Y.; Teng, L.-Y. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 994.
20. (a) Machida, S.; Hamaguchi, K.; Nagao, M.; Yasui, F.; Mukai, K.; Yamashita, Y.; Yoshinobu, J.; Kato, H. S.; Okuyama, H.; Kawai, M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1691.
21. (b) Matsui, F.; Yeom, H. W.; Matsuda, I.; Ohta, T. Phys. Rev. B 2000, 62, 5036.
22. (a) Choi, C. H.; Gordon, M. S. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11311.
23. (b) Bent, S. F. J. Chem. Phys. 2002, 106, 2830.
24. (a) Kim, K.-Y.; Kim, J.-H.; Cho, J.-H.; Keinman, L.; Kang, H. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6083.
25. (b) Miotto, R.; Ferraz, A. C.; Srivastava, G. P. Phys. Rev. B 2002, 65, 75401.
26. (a) Kruse, P.; Wolkow, R. A. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 4422.
27. (b) Jung, Y.; Gordon, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3131. al.
28. Widjaja, Y.; Heyman, A.; Musgrave, C. B. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2643.
29. (a) Queeney, K. T.; Chabal, Y. J.; Raghavachari, K. Phys. Rev. Lett. 2001, 56, 1046.
30. (b) Fattal, E.; Radeke, M. R.; Reynolds, G.; Carter, E. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8658.
31. (c) Widjaja, Y.; Mysinger, M. M.; Musgrave, C. B. J. Phys. Chem. 2000, 104, 2527.
32. (a) Mui, C.; Wang, G. T.; Bent, S. F.; Musgrave, C. B. J. Chem. Phys. 2001, 114, 10170.
33. (b) Mui, C.; Han, J. H.; Wang, G. T.; Musgrave, C.; Bent, S. F. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4027.
34. Choi, C. H.; Liu, D.-J.; Evans, J. W.; Gordon, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8730.
35. (a) Queeney, K. T.; Weldon, M. K.; Chabal, Y. J.; Raghavachari, K. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2307.
36. (b) Jung, Y.; Choi, C. H.; Gordon, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 105, 4039.
37. (c) Weldon, M. K.; Queeney, K. T.; Gurevich, A. B.; Stefanov, B. B.; Chabal, Y. J.; Raghavachari, K. J. Chem. Phys. 2000, 113, 2440.
38. (d) Schmeisser, D.; Himpsel, F. J.; Hollinger, G. J. Phys. Rev. B 1983, 27, 7813.
39. Han, M. H.; Luo, Y.; Camillone, N. III; Osgood, R. M. Jr. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6576.
40. Lu, X.; Xu, X.; Wang, N.; Zhang, Q.; Lin, M. C. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10069.
41. Valente, G.; Stoldt, C. R.; Carraro, C. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6089.
42. 8: (a) Nicholson, K. T.; Banaszak Holl, M. M. Phys. Rev. B 2001, 64, 155317.
43. (b) Schneider, K. S.; Zhang, Z.; Banaszak Holl, M. M.; Orr, B. G.; Pernisz, U. C. Phys. Rev. Lett. 2000, 55, 602.
44. (c) Raghavachari, K.; Eng, J., Jr. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 935.
45. (d) Raghavachari, K.; Pasquarello, A.; Eng, J., Jr.; Hybertsen, M. S. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 3873.
46. (e) Eng, J., Jr.; Raghavachari, K.; Struck, L. M.; Chabal, Y. J.; Bent, B. E.; Banaszak-Holl, M. M.; McFeely, F. R.; Michaels, A. M.; Flynn, G. W.; Christman, S. B.; Chaban, E. E.; Williams, G. P.; Radermacher, K.; Mantl, S. J. Chem. Phys. 1998, 108, 8680.
47. 10:
48. 14;
49. (h) Lee, S.; Makan, S.; Banaszak Holl, M. M.; McFeely, F. R. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11819.
50. Bulanin, K. M.; Shah, A. G.; Fitzgerald, D. R.; Doren, D. J.; Teplyakov, A. V. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7286.
51. (a) Lu, X.; Xu, X.; Wang, N.; Zhang, Q. J. Chem. Phys. B 2002, 106, 5972.
52. (b) Tao, F.; Sim, W. S.; Xu, G. Q.; Qiao, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9397.
53. Barriocanal, J. A.; Doren, D. J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 12269.
54. (a) Wang, G. T.; Mui, C.; Musgrave, C. B.; Bent, S. F. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8990.
55. (b) Barriocanal, J. A.; Doren, D. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7340.
56. Hall, M. A.; Mui, C.; Musgrave, C. B. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12068.
57. (a) Himpsel, F. J.; McFeely, F. R.; Taleb-Ibrahimi, A.; Yarmoff, J. A. Phys. Rev. B 1998, 38, 6084.
58. 2 Interface 2; The Electrochemical Society; Pennington, NJ, 1996.
59. Greeley, J. N.; Meeuwenberg,L. M.; Banaszak Holl, M. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7776.
60. Schneider, K. S.; Owens, T. M.; Nicholson, K. T.; Ludwin, B. J.; Greeley, J. N.; Orr, B. G.; Banaszak Holl M. M. Langmuir, 2002, 18, 6233.
61. (a) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 95, 5648.
62. (b) Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chablowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 95, 11623.
63. (c) Hertwig, R. H.; Koch, W. Chem. Phys. Lett. 1997, 265, 345.
64. Chen, Y.; Schneider, K. S.; Banaszak-Holl, M. M.; Orr, B. G. Phys. Rev. B 2004, 70, 85402.
65. (a) Koch, W.; Holthausen, M. C. A Chemist's Guide to Density Functional Theory; Wiley-VCH, 2001.
66. (b) Parr, R. G.; Yang, W. Density Functional Theory; Oxford University Press 1989.
67. (a) Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chablowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 95, 11623.
68. (b) Hertwig, R. H.; Koch, W. Chem. Phys. Lett. 1997, 265, 345.
69. (c) Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
70. (d) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 95, 5648.
71. (a) Pople, J. A.; Binkley, J. S.; Seeger, R. Int. J. Quantum Chem. 1976, S10, 1.
72. (b) Frisch, M. J.; Head-Gordon, M.; Pople, J. A. Chem. Phys. Lett. 1990, 166, 275.
73. (c) Fletcher, G. D.; Schmidt, M. W.; Gordon, M. S. Adv. Chem. Phys. 1999, 110, 267.
74. Schmidt, M. W.; Gordon, M. S. Ann. Rev. Phys. Chem. 1998, 4, 233.
75. (a) Feller, D. F.; Schmidt, M. W.; Ruedenberg, K. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 960.
76. (b) Schmidt, M. W.; Truong, P. N.; Gordon, M. S. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5217.
77. Nakano, H. J. Chem. Phys. 1993, 99, 7983.
78. (b) Nakano, H. Chem. Phys. Lett. 1993, 207, 372.
79. (a) Hirao, K. Chem. Phys. Lett. 1992, 190, 374.
80. (b) Hirao, K. Chem. Phys. Lett. 1992, 196, 397.
81. (c) Hirao, K. Int. J. Quant. Chem. 1992, S26, 517.
82. (d) Hirao, K. Chem. Phys. Lett. 1993, 201, 59.
83. Boys, S. F. In Quantum Theory of Atoms, Molecules, and Solids; Lowding, P. O., Ed.; Academic Press: New York 1966, pp 253-256.
84. (a) Reed, A. E.; Curtiss, L. A.; Weinhold, F. Chem. Rev. 1988, 88, 899.
85. (b) Foster, J. P.; Weinhold, F. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 7211.
86. (c) Glendening, E. D.; Badenhoop, J. K.; Reed, A. E.; Carpenter, J. E.; Bohmann, J. A.; Morales, C. M.; Weinhold, F. NBO 5.0; Theoretical Chemistry Institute: University of Wisconsin, 2001.
87. (a) Brooks, B.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1979, 70, 5092.
88. (b) Brooks, B.; Laidig, W.; Saxe, P.; Handy, N.; Schaefer, H. F. Phys. Scr. 1980, 21, 312.
89. (a) Chaban, G.; Schmidt, M. W.; Gordon, M. S. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 88.
90. (b) Fischer, T. H.; Almlof, J. J. Phys. Chem. 1992, 96, 9768.
91. (a) Binkley, J. S.; Pople, J. A.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 939.
92. (b) Stevens, W. J.; Basch, H.; Krauss, M. J. Chem. Phys. 1984, 81, 6026.
93. (c) Stevens, W. J.; Krauss, M.; Basch, H.; Jasien, P. G. Can. J. Chem. 1992, 70, 612.
94. (d) Cundari, T. R.; Stevens, W. J. J. Chem. Phys. 1993, 95, 5555.
95. (a) Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257.
96. (b) Franci, M. M.; Petro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; DeFrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
97. (c) Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Schleyer, P. v. R. J. Comp. Chem. 1983, 4, 294.
98. (d) Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 25, 213.
99. Gonzales, C.; Schlegel, H. B. J. Chem. Phys. 1989, 90, 2154.
100. (a) Ishida, K.; Morokuma, K.; Komornicki, A. J. Chem. Phys. 1977, 66, 2153.
101. (b) Muller, K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1980, 19, 1.
102. (c) Schmidt, M. W.; Gordon, M. S.; Dupuis, M. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 2585.
103. (d) Garrett, B. C.; Redmon, M. J.; Steckler, R.; Truhlar, D. G.; Baldridge, K. K.; Bartol, D.; Schmidt, M. W.; Gordon, M. S. J. Phys. Chem. 1988, 92, 1476.
104. (e) Baldridge, K. K.; Gordon, M. S.; Steckler, R.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1989, 93, 5107.
105. (a) Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comp. Chem. 1993, 14, 1347.
106. (b) Gordon, M. S.; Schmidt, M. W. In Theory and Applications of Computational Chemistry, Chapter 41; Dykstra, C. E., Frenking, G., Kim, K. S., Scuseria, G. E., Eds.; Elsevier Science: New York, 2005.
107. (a) Spek, A. L. PLATON, A Multipurpose Crystallographic Tool; Utrecht University: Utrecht, The Netherlands, 2003.
108. (b) Spek, A. L. J. Appl. Crystallogr. 2003, 36, 7.
109. Bode, B. M.; Gordon, M. S. J. Mol. Graph. Mod. 1998, 16, 133.
110. Agaskar, P. A.; Klemperer, W. G. Inorg. Chim. Acta 1995, 229, 355.
111. (a) Seeger, R.; Popple, J. A. J. Chem. Phys. 1977, 66, 3045.
112. (b) Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, N. J. Chem. Phys. 1996, 104, 9047.
113. (a) Shoemaker, J.; Burggraf, L. W.; Gordon, M. S. J. Chem. Phys. 2000, 112, 2994.
114. (b) Redondo, A.; Goddard III, W. A. J. Vac. Sci. Technol., A 1982, 21, 344.
115. (c) Paulus, B. Surf. Sci. 1998, 202, 195.
116. (d) Choi, C. H.; Gordon, M. S. In The Chemistry of Organic Silicon Compounds, Vol. 3; Rappoport, Z., Apeloig, Y., Eds.; John Wiley and Sons: New York, 2001; pp 821-851.
117. (e) Jung, Y.; Akinaga, Y.; Jordan, K. D.; Gordon, M. S. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 268.
118. (f) Jung, Y.; Shao, Y.; Gordon, M. S.; Doren, D. J.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 10917.
119. Rintelman, J. M.; Adamovic, I.; Varganov, S.; Gordon, M. S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 44105.
120. This calculation took 8.3 hours of CPU and 552 Mb of memory on an IBM-Power4 computer. The disk space requirements were considerably reduced (39 GB) thanks to the direct CI method implemented in the determinant-based MRMP2 method used in GAMESS.
121. Shoemaker, J.; Burggraf, L. W.; Gordon, M. S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3245.