A Prototype for graphene material simulation: Structures and interaction potentials of coronene dimers

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 112, Issue 11, 2008, Pages 4061-4067

  Zhao, Yan ^a   Truhlar, Donald G ^a  

^a University of Minnesota   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMERICAN CHEMICAL SOCIETY (ACS); AROMATIC AROMATIC INTERACTIONS; AROMATIC CLUSTERS; BUILDING BLOCKS; COMPUTATIONALLY EFFICIENT; COMPUTER-AIDED DESIGN; CORONENE; ENERGY FUNCTIONS; ENERGY SURFACES; FORCE FIELD (FF); FUNCTIONALIZED; GLOBAL MINIMUM (GM); GRAPHENE; GRAPHENE SHEETS; INTERACTION ENERGIES; INTERACTION POTENTIALS; MATERIAL SIMULATIONS; NANO-MATERIALS; NON COVALENT INTERACTIONS; POTENTIAL CURVES; POTENTIAL ENERGY CURVES; RELIABLE ESTIMATES; SOFT MATERIALS; STATIONARY POINTS; T-SHAPED;

AROMATIZATION; BIOPOLYMERS; CARBON NANOTUBES; DESIGN; DIMERS; FLOW INTERACTIONS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; OLIGOMERS; POLYMERS; POTENTIAL ENERGY; POTENTIAL ENERGY FUNCTIONS; POTENTIAL ENERGY SURFACES; QUANTUM CHEMISTRY;

AROMATIC COMPOUNDS;

EID: 47149095574     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp710918f     Document Type: Article

References (137)

1. Reek, J. N. H.; Priem, A. H.; Nolte, R. J. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9956.
2. Kim, E.-i.; Paliwal, S.; Wilcox, C. S. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11192.
3. Meyer, E. A.; Castellano, R. K.; Diederich, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1210.
4. Lamoureux, J. S.; Maynes, J. T.; Glover, J. N. M. J. Mol. Biol. 2004, 335, 399.
5. Hunter, C. A.; Singh, J.; Thornton, J. M. J. Mol. Biol. 1991, 218, 837.
6. Griffiths-Jones, S. R.; Searle, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8350.
7. Hunter, C. A.; Lawson, K. R.; Perkins, J.; Urch, C. J. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2001, 2, 651.
8. Bhattacharyya, R.; Samanta, U.; Chakrabarti, P. Protein Eng. 2002, 15, 91.
9. Palermo, N. Y.; Csontos, J.; Owen, M. C.; Murphy, R. F.; Lovas, S. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1208.
10. Mignon, P.; Loverix, S.; Steyaert, J.; Geerlings, P. Nucleic Acids Res. 2005, 33, 1779.
11. Dabkowska, I.; Gonzalez, H. V.; Jurecka, P.; Hobza, P. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 1131.
12. Sponer, J.; Jurecka, P.; Marchan, I.; Luque, F. J.; Orozco, M.; Hobza, P. Chem-Eur. J. 2006, 12, 2854.
13. Erkkila, K. E.; Odom, D. T.; Barton, J. K. Chem. Rev. 1999, 99, 2777.
14. Gago, F. Methods 1998, 14, 277.
15. Ihmels, H.; Otto, D. Top. Curr. Chem. 2005, 258, 161.
16. Lee, D.-W.; Hint, J.; Morey, T.; Dennis, D.; Partch, R.; Baney, R. J. Pharm. Sci. 2005, 94, 373.
17. Gao, X.; Wen, X.; Yu, C.; Esser, L.; Tsao, S.; Quinn, B.; Zhang, L.; Yu, L.; Xia, D. Biochemistry 2002, 41, 11692.
18. Warman, J. M.; de-Haas, M. P.; Dicker, G.; Grozema, F. C.; Piris, J.; Debije, M. G. Chem. Mater. 2004, 16, 4600.
19. Koshima, H.; Miyamoto, H.; Yagi, I.; Uosaki, K. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2004, 420, 79.
20. Zhang, W.; Cozzolino, A. F.; Mahmoudkhani, A. H.; Tulumello, M.; Mansour, S.; Vargas-Baca, I. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18378.
21. Spackman, M. A.; McKinnon, J. J. Cryst. Eng. Commun. 2002, 4, 378.
22. Chowdhury, S.; Drew, M. G. B.; Datta, D. Inorg. Chem. Commun. 2003, 6, 1014.
23. Clemente-Leon, M.; Coronado, E.; Gomez-Garcia, C. J.; Soriano-Portillo, A.; Constant, S.; Frantz, R.; Lacour, J. Inorg. Chim. Acta 2007, 360, 955.
24. Baglioni, P.; Berti, D. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2003, 8, 55.
25. Azumaya, I.; Uchida, D.; Kato, T.; Yokoyama, A.; Tanatani, A.; Takayanagi, H.; Yokozawa, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1360.
26. Liu, Y.-H.; Yin, S.-X.; Ma, C.-C.; Chen, G.-H.; Wang, C.; Wan, L.-J.; Bai, C.-L. Surf. Sci. 2004, 559, 40.
27. Dou, R.-F.; Ma, X.-C.; Xi, L.; Yip, H. L.; Wong, K. Y.; Lau, W. M.; Jia, J.-F.; Xue, Q.-K.; Yang, W.-S.; Ma, H.; Jen, A. K.-Y. Langmuir 2006, 22, 3049.
28. Lee, E. C.; Kim, D.; Jurecka, P.; Tarakeshwar, P.; Hobza, P.; Kim, K. S. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 3446.
29. Smith, D. M.; Chughtai, A. R. Colloids Surf., A: Physicochem. Eng. Aspects 1995, 105, 47.
30. Skj0th-Rasmussen, M. S.; Glarborg, P.; Østberg, M.; Johannessen, J. T.; Livbjerg, H.; Jensen, A. D.; Christensen, T. S. Combust. Flame 2004, 136, 91.
31. Jones, C. C.; Chughtai, A. R.; Murugaverl, B.; Smith, D. M. Carbon 2004, 42, 2471.
32. Richter, H.; Granata, S.; Green, W. H.; Howard, J. B. Proc. Combust. Inst. 2005, 30, 1397.
33. Kubicki, J. D. Environ. Sci. Technol. 2006, 40, 2298.
34. Jonkheijm, P.; Hoeben, F. J. M.; Kleppinger, R.; van-Herrikhuyzen, J.; Schenning, A. P. H. J.; Meijer, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15941.
35. Gawronski, J.; Kaik, M.; Kwit, M.; Rychlewska, U. Tetrahedron 2006, 62, 7866.
36. Marenich, V.; Olson, R.; Chamberlin, A. C.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 2055.
37. Gustafson, K. E.; Dickhut, R. M. Environ. Sci. Technol. 1997, 31, 203.
38. Accardi-Dey, A.; Gschwend, P. M. Environ. Sci. Technol. 2002, 36, 21.
39. Jonker, M. T. O.; Koelmans, A. A. Environ. Sci. Technol. 2002, 36, 3725.
40. Simpson, M. J.; Chefetz, B.; Hatcher, P. G. J. Environ. Qual. 2003, 32, 1750.
41. Cornelissen, G.; Gustafsson, O. Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 148.
42. van Noort, P. C. M.; Jonker, M. T. O.; Koelmans, A. A. Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 3305.
43. Ran, Y.; Sun, K.; Yang, Y.; Xing, B.; E., Z. Environ. Sci. Technol. 2007, 41, 3952.
44. Hoeben, F. J. M.; Jonkheijm, P.; Meijer, E. W.; Schenning, A. P. H. J. Chem. Rev. 2005, 105, 1491.
45. Kawase, T.; Kurata, H. Chem. Rev. 2006, 106, 5250.
46. Perez, E. M.; Sierra, M.; Sanchez, L.; Torres, M. R.; Viruela, R.; Viruela, P. M.; Orti, E.; Martin, N. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 1847.
47. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8440.
48. Madalan, A. M.; Avarvari, N.; Andruh, M. Cryst. Growth Des. 2006, 6, 1671.
49. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Org. Lett. 2007, 9, 1967.
50. Fetzer, J. C. The Chemistry and Analysis of the Large Polycyclic Aromatic Hydrocarbons; Wiley: New York, 2000.
51. Langhoff, S. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 2819.
52. Sagan, C. E.; Lippincott, E. R.; Dayhoff, M. O.; Eck, R. V. Nature 1967, 213, 273.
53. Boulanger, F. In New Perspectives on the Interstellar Medium; Taylor, A. R., Landecker, T. L., Joncas, G., Eds.; ASP Conference Series 168; Astronomical Society of the Pacific: San Francisco, CA, 1999; pp 173.
54. Sasha, Stankovich; Dikin, D. A.; Dommett, G. H. B.; Kohlhaas, K. M.; Zimney, E. J.; Stach, E. A.; Piner, R. D.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. Nature 2006, 442, 282.
55. Son, Y.-W.; Cohen, M. L.; Louie, S. G. Nature 2006, 444, 347.
56. Barone, V.; Hod, O.; Scuseria, G. E. Nano Lett. 2006, 6, 2748.
57. Venema, L. Nature 2007, 446, 36.
58. Wu, J.; Pisula, W.; Mullen, K. Chem. Rev. 2007, 107, 718.
59. Hill, Jonathan, P.; Jin, W.; Kosaka, A.; Fukushima, T.; Ichihara, H.; Shimomura, T.; Ito, K.; Hashizume, T.; Ishii, N.; Aida, T. Science 2004, 304, 481.
60. McCann, E.; Fal'ko, V. I. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 86805.
61. Ohta, T.; Bostwick, A.; Seyller, T.; Horn, K.; Rotenberg, E. Science 2006, 313.
62. Paulson, S.; Nardelli, A. H. M. Science 2000, 290, 1742.
63. Rubio, M.; Orti, E.; Sanchez-Marin, J. Int. J. Quantum Chem. 1996, 57, 567.
64. Marsec, A. Carbon 2000, 38, 1863.
65. Ruuska, H.; Pakkanen, T. A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9541.
66. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1463.
67. Rapacioli, M.; Calvo, F.; Spiegelman, F.; Joblin, C.; Wales, D. J. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2487.
68. Obolensky, O. I.; Semenikhina, V. V.; Solov'Yov, A. V.; Greiner, W. Int. J. Quantum Chem. 2007, 107, 1335.
69. Grimme, S.; Mueck-Lichtenfeld, C.; Antony, J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11199.
70. Paldus, J. In Theory and Application of Computational Chemistry: The First 40 Years; Dykstra, C. E., Frenking, G., Kim, K. S., Scuseria, G. E., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2005; pp 115.
71. Bartlett, R. J. In Theory and Application of Computational Chemistry: The First 40 Years; Dykstra, C. E., Frenking, G., Kim, K. S., Scuseria, G. E., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2005; pp 1191.
72. Møller, C.; Plesset, M. S. Phys. Rev. 1934, 46, 618.
73. van Mourik, T.; Wilson, A. K.; Dunning, T. H., Jr. Mol. Phys. 1999, 96, 529.
74. Giese, T. J.; York, D. M. Int. J. Quantum Chem. 2004, 98, 388.
75. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. C, in press.
76. Sinnokrot, M. O.; Valeev, E. F.; Sherrill, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10887.
77. Sinnokrot, M. O.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10200.
78. Jurecka, P.; Hobza, P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15608.
79. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 289.
80. Zhao, Y.; Schultz, N. E.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 364.
81. Jurecka, P.; Sponer, J.; Cerny, J.; Hobza, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1985.
82. Sato, T.; Tsuneda, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2007, 126, 234114.
83. Tsuzuki, S.; Honda, K.; Uchimaru, T.; Mikami, M.; Tanabe, K. J. Am. Chem. Soc. 2001, 124, 104.
84. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4209.
85. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5656.
86. Puzder, A.; Dion, M.; Langreth, D. C. J. Chem. Phys. 2006, 124, 164105.
87. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1009.
88. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787.
89. Tsuzuki, S.; Honda, K.; Uchimaru, T.; Mikami, M. J. Chem. Phys. 2004, 120, 647.
90. Zacharia, R.; Ulbricht, H.; Hertel, T. Phys. Rev. B 2004, 69, 155406.
91. Hasegawa, M.; Nishidate, K. Phys. Rev. B 2004, 70, 205431.
92. Lee, N. K.; Kim, S. K. J. Chem. Phys. 2005, 122, 31102.
93. Chakarova, S. D.; Schröder, E. J. Chem. Phys. 2005, 122, 54102.
94. Piacenza, M.; Grimme, S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14841.
95. von Lilienfeld, O. A.; Andrienko, D. J. Chem. Phys. 2006, 124, 54307.
96. Alvarez-Ramirez, F.; Ramirez-Jaramillo, E.; Ruiz-Morales, Y. Energy Fuels 2006, 20, 195.
97. Chakarova-Käck, S. D.; Schröder, E.; Lundqvist, B. I.; Langreth, D. C. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 146107.
98. Qian, D.; Wagner, G. J.; Liu, W. K.; Yu, M.-F.; Ruoff, R. S. In Handbook of Nanoscience, Engineering, and Technology; Goddard, W. A., III, Brenner, D. W., Lyshevski, S. E., Iafrate, G. J., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2003.
99. Collignon, B.; Hoang, P. N. M.; Picaud, S.; Liotard, D.; Rayez, M. T.; Rayez, J. C. THEOCHEM 2006, 772, 1.
100. Rybolt, T. R.; Hansel, R. A. J. Colloid Interface Sci. 2006, 300, 805.
101. Zhechkov, L.; Heine, T.; Patchkovskii, S.; Seifert, G.; Duarte, H. A. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 841.
102. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101/1.
103. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. [Online early access]. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00214-007-0310-x
104. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 1040.
105. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2092.
106. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 2000, 112, 4020.
107. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1992, 45, 13244.
108. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett 1996, 77, 3865.
109. Van Voorhis, T.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1998, 109, 400.
110. Easton, R. E.; Giesen, D. J.; Welch, A.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Theor. Chim. Acta 1996, 93, 281.
111. Hehre, W. J.; Radom, L.; Schleyer, P. v. R.; Pople, J. A. Ab Initio Molecular Orbital Theory; Wiley: New York, 1986.
112. Lynch, B. J.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 1384.
113. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision D.01; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
114. Bylaska, E. J.; de Jong, W. A.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Valiev, M.; Wang, D.; Aprà, E.; Windus, T. L.; Hirata, S.; Hackler, M. T.; Zhao, Y.; Fan, P.-D.; Harrison, R. J.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan, M.; Auer, A. A.; Nooijen, M.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G. I.; Früchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J. A.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Elwood, D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; Ju, J.; Kobayashi, R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Pollack, L.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NW Chem, A Computational Chemistry Package for Parallel Computers, version 5.0; Pacific Northwest National Laboratory: Richland, WA, 2006.
115. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553.
116. Schwenke, D. W.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1985, 82, 2418.
117. Hobza, P.; Sponer, J.; Reschel, T. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1315.
118. Perez-Jorda, J. M.; Becke, A. D. Chem. Phys. Lett. 1995, 233, 134.
119. Cerny, J.; Hobza, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 1624.
120. Cybulski, S. M.; Seversen, C. E. J. Chem. Phys. 2005, 122, 14117.
121. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 415.
122. Paesani, F.; Gianturco, F. A.; Lewerenz, M. J. Chem. Phys. 1999, 111, 6897.
123. Ortmann, F.; Schmidt, W. G.; Bechstedt, F. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 186101.
124. Jurecka, P.; Cerny, J.; Hobza, P.; Salahub, D. R. J. Comput. Chem. 2007, 28, 555.
125. Becke, A. D.; Johnson, E. R. J. Chem. Phys. 2006, 124, 174104.
126. Morgado, C. A.; McNamara, J. P.; Hillier, I. H.; Burton, N. A.; Vincent, M. A. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1656.
127. Tapavicza, E.; Lin, I.-C.; von Lilienfeld, O. A.; Tavernelli, I.; Coutinho-Neto, M. D.; Rothlisberger, U. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1673.
128. Cerny, J.; Jurecka, P.; Hobza, P.; Valdes, H. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 1146.
129. Antony, J.; Grimme, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 5287.
130. Grimme, S.; Antony, J.; Schwabe, T.; Mueck-Lichtenfeld, C. Org. Biomol. Chem. 2007, 5, 741.
131. Morgado, C.; Vincent, M. A.; Hillier, I. H.; Shan, X. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 448.
132. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 157.
133. Tangney, P.; Capaz, R. B.; Spataru, C. D.; Cohen, M. L.; Louie, S. G. Nano Lett. 2005, 5, 2268.
134. Dahl, T. Acta Chem. Scand. 1994, 48, 95.
135. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1133.
136. Grimme, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4460.
137. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Org. Lett. 2006, 8, 5753.