Theoretical study on a novel series of fullerene-containing organometallics Fe(η5-C55X2)2 (X = CH, N, B) and their large third-order nonlinear optical properties

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 112, Issue 35, 2008, Pages 8086-8092

  Liu, Yan Chun ^a   Kan, Yu He ^b   Wu, Shui Xing ^a   Yang, Guo Chun ^a   Zhao, Liang ^a   Zhang, Min ^a   Guan, Wei ^a   Su, Zhong Min ^a  

^a NORTHEAST NORMAL UNIVERSITY   (China)

^b HUAIYIN NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTRONIC SPECTRUM; FULLERENE; NON-LINEAR OPTICAL PROPERTIES; NOVEL SERIES; THIRD-ORDER;

FULLERENES;

EID: 52349117743     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp801305e     Document Type: Article

References (102)

1. Green, M. L. H.; Marder, S. R.; Thompson, M. E.; Bandy, J. A.; Bloor, D.; Kolinsky, P. V.; Jones, R. J. Nature 1987, 330, 360.
2. Nalwa, H. S. Appl. Organomet. Chem. 1991, 5, 349.
3. (a) Long, N. J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 21.
4. (b) Whittall, I. R.; McDonagh, A. M.; Humphrey, M. G.; Samoc, M. Organometallic complexes in nonlinear optics II: Third-order nonlinearities and optical limiting studies. In Advances in Organometallic Chemistry; West, R., Hill, A. F. Eds.; Academic Press: New York, 1999; Vol. 43, pp 349.
5. (c) Cariati, E.; Pizzotti, M.; Roberto, D.; Tessore, F.; Ugo, R. Coord. Chem. Rev. 2006, 250, 1210.
6. Calabrese, J. C.; Cheng, L. T.; Green, J. C.; Marder, S. R.; Tam, W. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7227.
7. Gray, H. B.; Sohn, Y. S.; Hendrickson, N. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 3603.
8. (a) Haaland, A. Acc Chem. Res. 1979, 12, 415.
9. (b) Ruhl, E.; Hitchcock, A. P. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5069.
10. (a) Fery-Forgues, S.; Delavaux-Nicot, B. J. Photochem. Photobiol. A 2000, 132, 137.
11. (b) Debroy, P.; Roy, S. Coord. Chem. Rev. 2007, 251, 203.
12. (c) Ashton, P. R.; Balzani, V.; Clemente-Leon, M.; Colonna, B.; Credi, A.; Jayaraman, N.; Raymo, F. M.; Stoddart, J. F.; Venturi, M. Chem. Eur. J. 2002, 8, 673.
13. (d) Brettar, J.; Burgi, T.; Donnio, B.; Guillon, D.; Klappert, R.; Scharf, T.; Deschenaux, R. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 260.
14. (e) Wolf, M. O. Adv. Mater. 2001, 13, 545.
15. (f) Kumar, R.; Misra, R.; Prabhuraja, V.; Chandrashekar, T. K. Chem. Eur. J. 2005, 11, 5695.
16. (g) Abd-Elzaher, M. M.; El-Shiekh, S. M.; Eweis, M. Appl. Organomet. Chem. 2006, 20, 597.
17. (h) Hudson, R. D. A. J. Organomet. Chem. 2001, 637, 47.
18. (i) Abd-El-Aziz, A. S.; Todd, E. K. Coord. Chem. Rev. 2003, 246, 3.
19. (a) Wright, M. E.; Toplikar, E. G. Macromolecules 1992, 25, 6050.
20. (b) Janowska, I.; Zakrzewski, J.; Nakatani, K.; Palusiak, M.; Walak, M.; Scholl, H. J. Organomet. Chem. 2006, 691, 323.
21. (c) Togni, A.; Rihs, G. Organometallics 1993, 12, 3368.
22. (d) Malaun, M.; Kowallick, R.; McDonagh, A. M.; Marcaccio, M.; Paul, R. L.; Asselberghs, I.; Clays, K.; Persoons, A.; Bildstein, B.; Fiorini, C.; Nunzi, J. M.; Ward, M. D.; McCleverty, J. A. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 3025.
23. (e) Krishnan, A.; Pal, S. K.; Nandakumar, P.; Samuelson, A. G.; Das, P. K. Chem. Phys. 2001, 265, 313.
24. (f) Barlow, S.; Bunting, H. E.; Ringham, C.; Green, J. C.; Bublitz, G. U.; Boxer, S. G.; Perry, J. W.; Marder, S. R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3715.
25. (g) Liao, Y.; Eichinger, B. E.; Firestone, K. A.; Haller, M.; Luo, J. D.; Kaminsky, W.; Benedict, J. B.; Reid, P. J.; Jen, A. K. Y.; Dalton, L. R.; Robinson, B. H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2758.
26. (h) Jayaprakash, K. N.; Ray, P. C.; Matsuoka, I.; Bhadbhade, M. M.; Puranik, V. G.; Das, P. K.; Nishihara, H.; Sarkar, A. Organometallics 1999, 18, 3851.
27. (a) Nalwa, H. S. Mater. Lett. 1997, 33, 23.
28. (b) Hou, H. W.; Li, G.; Song, Y. L.; Fan, Y. T.; Zhu, Y.; Zhu, L. Eur. J. Inorg. Chem. 2003, 2325.
29. (c) Li, G.; Song, Y. L.; Hou, H. W.; Li, L. K.; Fan, Y. T.; Zhu, Y.; Meng, X. R.; Mi, L. W. Inorg. Chem. 2003, 42, 913.
30. (d) Gonzalez-Cabello, A.; Claessens, C G.; Martin-Fuch, G.; Ledoux-Rack, I.; Vazquez, P.; Zyss, J.; Agullo-Lopez, F.; Torres, T. Synth. Met. 2003, 137, 1487.
31. (e) Mata, J. A.;Peris, zjrn > E.; Llusar, R.; Uriel, S.; Cifuentes, M. P.; Humphrey, M. G.; Samoc, M.; Luther-Davies, B. Eur. J. Inorg. Chem. 2001, 2113.
32. (a) Zhang, X. B.; Feng, J. K.; Ren, A. M.; Sun, C. C. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 12222.
33. (b) Zheng, Q. D.; He, G. S.; Lu, C. G.; Prasad, P. N. J. Mater. Chem. 2005, 15, 3488.
34. (c) Misra, R.; Kumar, R.; Chandrashekar, T. K.; Suresh, C. H.; Nag, A.; Goswami, D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16083.
35. Kroto, H. W.; Heath, J. R.; Obrien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. Nature 1985, 318, 162.
36. (a) Guldi, D. M.; Prato, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 695.
37. (b) Chen, Z. F.; King, R. B. Chem. Rev. 2005, 105, 3613.
38. (c) Prato, M. Top. Curr. Chem. 1999, 199, 173.
39. (d) Jensen, A. W.; Wilson, S. R.; Schuster, D. I. Bioorg. Med. Chem. 1996, 4, 767.
40. (a) Chen, Q. Y.; Kuang, L.; Wang, Z. Y.; Sargent, E. H. Nano Letters 2004, 4, 1673.
41. (b) Hamasaki, R.; Ito, M.; Lamrani, M.; Mitsuishi, M.; Miyashita, T.; Yamamoto, Y. J. Mater. Chem. 2003, 13, 21.
42. (c) Tsuboya, N.; Hamasaki, R.; Ito, M.; Mitsuishi, M.; Miyashita, T.; Yamamoto, Y. J. Mater. Chem. 2003, 13, 511.
43. (d) Wang, S. F.; Huang, W. T.; Liang, R. S.; Gong, Q. H.; Li, H. B.; Chen, H. Y.; Qiang, D. Phys. Rev. B 2001, 6315.
44. Wang, Y.; Cheng, L. T. J. Phys. Chem. 1992, 96, 1530.
45. Waite, J.; Papadopoulos, M. G. J. Phys. Chem. 1991, 95, 5426.
46. Ghosal, S.; Samoc, M.; Prasad, P. N.; Tufariello, J. J. J. Phys. Chem. 1990, 94, 2847.
47. Zhao, Y. M.; Shirai, Y.; Slepkov, A. D.; Cheng, L.; Alemany, L. B.; Sasaki, T.; Hegmann, F. A.; Tour, J. M. Chem. Eur. J. 2005, 11, 3643.
48. (a) Imahori, H.; Tamaki, K.; Yamada, H.; Yamada, K.; Sakata, Y.; Nishimura, Y.; Yamazaki, I.; Fujitsuka, M.; Ito, O. Carbon 2000, 38, 1599.
49. (b) Guldi, D. M.; Maggini, M.; Scorrano, G.; Prato, M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 974.
50. (c) Prato, M.; Maggini, M. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 519.
51. (d) Caporossi, F.; Floris, B.; Galloni, P.; Gatto, E.; Venanzi, M. Eur. J. Org. Chem. 2006, 4362.
52. (e) Oswald, F.; Islam, D. M. S.; Araki, Y.; Troiani, V.; de la Cruz, P.; Moreno, A.; Ito, O.; Langa, F. Chem. Eur. J. 2007, 13, 3924.
53. Hauke, F.; Hirsch, A.; Liu, S. G.; Echegoyen, L.; Swartz, A.; Luo, C. P.; Guldi, D. M. ChemPhysChem 2002, 3, 195.
54. (a) Kishida, H.; Hirota, K.; Wakabayashi, T.; Lee, B. L.; Kokubo, H.; Yamamoto, T.; Okamoto, H. Phys. Rev. B 2004, 70;
55. (b) Greve, D. R.; Schougaard, S. B.; Geisler, T.; Petersen, J. C.; Bjornholm, T. Adv. Mater. 1997, 9, 1113.
56. (c) Heflin, J. R.; Marciu, D.; Figura, C.; Wang, S.; Burbank, P.; Stevenson, S.; Dom, H. C. Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 2788.
57. (d) Coe, B. J.; Harris, J. A.; Brunschwig, B. S.; Asselberghs, I.; Clays, K.; Garin, J.; Orduna, J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13399.
58. (e) Yang, G.; Guan, W.; Yan, L.; Su, Z.; Xu, L.; Wang, E. B. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23092.
59. (a) Wang, G. W.; Komatsu, K.; Murata, Y.; Shiro, M. Nature 1997, 387, 583.
60. (b) Smith, A. B.; Tokuyama, H.; Strongin, R. M.; Furst, G. T.; Romanow, W. J.; Chait, B. T.; Mirza, U. A.; Haller, I. 1995, 117, 9359;
61. (c) Zhao, Y.; Chen, Z.; Yuan, H.; Gao, X.; Qu, L.; Chai, Z.; Xing, G.; Yoshimoto, S.; Tsutsumi, E.; Itaya, K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11134.
62. (d) Yin, J. J.; Li, Y. G.; Li, B.; Li, W. X.; Jin, L. M.; Zhou, J. M.; Chen, Q. Y. Chem. Commun. 2005, 3041.
63. (a) Jin, X. L.; Xie, X. J.; Tang, K. L. Chem. Comm. 2002, 750.
64. (b) Nagao, S.; Kurikawa, T.; Miyajima, K.; Nakajima, A.; Kaya, K. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 4495.
65. (c) Nakajima, A.; Nagao, S.; Takeda, H.; Kurikawa, T.; Kaya, K. J. Chem. Phys. 1997, 107, 6491.
66. Ma, B.; Riggs, J. E.; Sun, Y. P. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5999.
67. (a) Patchkovskii, S.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 556.
68. (b) Andriotis, A. N.; Menon, M. Phys. Rev. B 1999, 60, 4521.
69. (c) Andriotis, A. N.; Menon, M.; Froudakis, G. E. Phys. Rev. B 2000, 62, 9867.
70. (d) Froudakis, G. E.; Andriotis, A. N.; Menon, M. Chem. Phys. Lett. 2001, 350, 393.
71. Sawamura, M.; Iikura, H.; Nakamura, E. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 12850.
72. Nakamura, E. J. Organomet. Chem. 2004, 689, 4630.
73. (a) Martin, H. D.; Mayer, B. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 283.
74. (b) Iikura, H.; Mori, S.; Sawamura, M.; Nakamura, E. J. Org. Chem. 1997, 62, 7912.
75. (c) Matsuo, Y.; Tahara, K.; Nakamura, E. Org. Lett. 2003, 5, 3181.
76. Chistyakov, A. L.; Stankevich, I. V. J. Organomet. Chem. 2000, 599, 18.
77. (a) Pérez-Moreno, J.; Zhao, Y. X.; Clays, K.; Kuzyk, M. G. Opt. Lett. 2007, 32, 59.
78. (b) May, J. C.; Biaggio, I.; Bures, F.; Diederich, F. App. Phys. Lett. 2007, 90, 251106.
79. (c) Kolev, T.; kityk, I. V.; Ebothe, J.; Sahraoui, B. Chem. Phys. Lett. 2007, 443, 309.
80. (a) Velde, G. T.; Bickelhaupt, F. M.; Baerends, E. J.; Guerra, C. F.; Van Gisbergen, S. J. A.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22, 931.
81. (b) Guerra, C F.; Snijders, J. G.; te Velde, G.; Baerends, E. J. Theor. Chem. Acc. 1998, 99, 391.
82. (c) ADF 2006 01, SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, http://www.scm.com.
83. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
84. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822.
85. Vanleeuwen, R.; Baerends, E. J. Phys. Rev. A 1994, 49, 2421.
86. (a) Vanlenthe, E.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. J. Chem. Phys. 1994, 101, 9783.
87. (b) van Lenthe, E.; Ehlers, A.; Baerends, E. J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 8943.
88. (a) Orr, B. J.; Word, J. F. Mol. Phys. 1971, 3, 513.
89. (b) Bishop, D. M. J. Chem. Phys. 1994, 100, 6535.
90. Xu, Z. F.; Xie, Y. M.; Feng, W. L.; Schaefer, H. F. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 2716.
91. Haaland, A.; Nilsson, J. E. Acta Chem. Scand. 1968, 22, 2653.
92. Coriani, S.; Haaland, A.; Helgaker, T.; Jorgensen, P. ChemPhysChem 2006, 7, 245.
93. Herber, R. H.; Nowik, I.; Matsuo, Y.; Toganoh, M.; Kuninobu, Y.; Nakamura, E. Inorg. Chem. 2005, 44, 5629.
94. Haaland, A.; Lusztyk, J.; Novak, D. P.; Brunvoll, J.; Starowieyski, K. B. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1974, 54.
95. Brock, C P.; Fu, Y. G. Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci. 1997, 53, 928.
96. Kang, H. S. J. Comput. Chem. 2007, 28, 594.
97. (a) Lein, M.; Frunzke, J.; Timoshkin, A.; Frenking, G. Chem. Eur. J. 2001, 7, 4155.
98. (b) Kan, Y. H. J. Mol. Struct.-Theochem. 2007, 805, 127.
99. Single points calculation at BP86/TZP optimized geometries using NBO 3.1 equiped in Gaussian 03, employing B3LYP/Lanl2dzECP for Fe atom and B3LYP/6-31G(d) for others.
100. Waite, J.; Papadopoulos, M. G. Z. Naturforsch., A: Phys. Sci. 1987, 42, 749.
101. (a) Kuzyk, M. G. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 1218.
102. (b) Kuzyk, M. G. Opt. Lett. 2000, 25, 1183.