Dimerization of defect fullerenes and the orientational phase transition in oxidized C 60 fullerite

Journal of Nanoscience and Nanotechnology

Volumn 11, Issue 3, 2011, Pages 1887-1896

  Gutsev, G L ^a   Belay, K G ^a   Weatherford, C A ^a   Vasilets, V N ^b   Anokhin, E M ^c   Maksimychev, A V ^c   Val'ba, O V ^c   Martynenko, V M ^d   Baskakov, S A ^d   Leskova, E S ^d   Shulga, Y M ^d  

^a FLORIDA A AND M UNIVERSITY   (United States)

^b SEMENOV INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS   (Russian Federation)

^c MOSCOW INSTITUTE OF PHYSICS AND TECHNOLOGY   (Russian Federation)

^d INSTITUTE OF PROBLEMS OF CHEMICAL PHYSICS   (Russian Federation)

Author keywords

Density functional theory; Fullerene defects; Fullerite oxidation; Magnetic impurities; Orientational phase transition; Sp 3 hybridization

Indexed keywords

BUCKYBALL; DIFFERENT DISTRIBUTIONS; ENERGY RANGES; FULLERENES C; FULLERITES; GENERALIZED GRADIENT APPROXIMATIONS; MAGNETIC IMPURITY; ORIENTATIONAL PHASE TRANSITION; ORIENTATIONAL TRANSITIONS; SP 3-HYBRIDIZATION; SPECIFIC ENTHALPY;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY; DIMERIZATION; ENTHALPY; FULLERENES; PHASE TRANSITIONS;

DEFECTS;

FULLERENE C60; FULLERENE DERIVATIVE; NANOMATERIAL;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; DIMERIZATION; MATERIALS TESTING; OXIDATION REDUCTION REACTION; PHASE TRANSITION; ULTRASTRUCTURE;

COMPUTER SIMULATION; DIMERIZATION; FULLERENES; MATERIALS TESTING; MODELS, CHEMICAL; NANOSTRUCTURES; OXIDATION-REDUCTION; PHASE TRANSITION;

EID: 79955865844     PISSN: 15334880     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jnn.2011.3120     Document Type: Conference Paper

References (78)

1. G. E. Gadd, M. Blackford, S. Moricca, N. Webb, P. J. Evans, A. M. Smith, G. Jacobsen, S. Leung, A. Day, and Q. Hua, Science 277, 933 (1997).
2. G. E. Gadd, P. J. Evans, S. Kennedy, M. James, M. Elcombe, D. Cassidy, S. Moricca, J. Holmes, N. Webb, A. Dixon, and P. Prasad, Fullerene Sci. Technol. 7, 1043 (1999).
3. G. E. Gadd, S. Moricca, S. J. Kennedy, M. M. Elcombe, P. J. Evans, M. Blackford, D. Cassidy, C. J. Howard, P. Prasad, J. V. Hanna, A. Burchwood, and D. Levy, J. Phys. Chem. Solids 58, 1823 (1997).
4. Y. M. Shulga, V. M. Martynenko, A. F. Shestakov, S. A. Baskakov, A. V. Kulikov, V. N. Vasilets, T. L. Makarova, and Y. G. Morozov, Russ. Chem. Bull. 55, 687 (2006).
5. Y. M. Shul'ga, V. M. Martynenko, S. N. Polyakov, N. V. Chelovskaya, V. V. Open'ko, E. V. Skokan, L. N. Blinova, Y. A. Dobrovol'skii, Y. G. Morozov, and D. V. Shchur, Russ. J. Inorg. Chem. 54, 341 (2009).
6. M. J. Rosseinsky, Mater. Chem. 5, 1497 (1995).
7. Y. M. Shulga, A. V. Kulikov, V. M. Martynenko, V. V. Open'ko, V. G. Karatevskii, and Y. G. Morozov, Russ. J. Phys. Chem. A 82, 1314 (2008).
8. Y. M. Shulga, V. M. Martynenko, V. V. Open'ko, A. V. Kulikov, A. Michtchenko, E. Johnson, M. D. Mochena, and G. L. Gutsev, J. Phys. Chem. C 112, 12096 (2008).
9. P. A. Heiney, J. E. Fischer, A. R. McGhie, W. J. Romanow, A. M. Denenstein, J. P. McCauley, Jr., and A. B. Smith, Phys. Rev. Lett. 66, 2911 (1991).
10. J. E. Schirber, G. H. Kwei, J. D. Jorgensen, R. L. Hitterman, and B. Morosin, Phys. Rev. B 51, 12014 (1995).
11. V. V. Diky and G. Y. Kabo, Usp. Khimii (in Russian) 69, 107 (2000).
12. B. V. Lebedev, K. B. Zhogova, T. A. Bykova, B. S. Kaverin, V. L. Karnatsevich, and M. A. Lopatin, Russ. Chem. Bull. 45, 2113 (1996).
13. B. Sundqvist, Low Temp. Phys. 29, 440 (2003).
14. J. Menéndez and J. B. Page, Light Scattering in Solids, VIII edn., edited by M. Cardona and G. Güntherodt, Springer, Berlin (2000).
15. M. G. Mitch and J. S. Lannin, J. Phys. Chem. Solids 54, 1801 (1993).
16. M. G. Mitch and J. S. Lannin, Phys. Rev. B 51, 6784 (1995).
17. M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, and P. C. Eklund, J. Raman Spectrosc. 27, 351 (1996).
18. M. Gu, S. Wang, J. Wu, D. Feng, and W. Xu, Chem. Phys. Lett. 441, 167 (2005).
19. B. M. Ladanyi, L. C. Geiger, T. W. Zerda, X. Song, and J. Jonas, J. Chem. Phys 89, 660 (1988).
20. D. Keutel, F. Seifert, K.-L. Oehme, A. Asenbaum, and M. Musso, Phys. Rev. Lett. 85, 3850 (2000).
21. J. B. Neaton and N. W. Ashcroft, Phys. Rev. Lett. 88, 205503 (2002).
22. F. A. Gorelli, L. Ulivi, M. Santoro, and R. Bini, Phys. Rev. B 63, 104110 (2001).
23. M. Gu, S. Wang, J. Wu, D. Feng, and W. Xu, Eur. Phys. J. D 34, 97 (2005).
24. B. Renker, H. Schober, M. T. Fernandez-Diaz, and R. Heid, Phys. Rev. B 61, 1396 (2000).
25. P. Bernier, I. Lukyanchuk, Z. Belahmer, M. Ribet, and L. Firlej, Phys. Rev. B 53, 7535 (1996).
26. R. A. Assink, J. E. Shirber, D. A. Loy, B. Morosin, and G. Carlson, J. Mater. Res. 7, 2136 (1992).
27. J. E. Schirber, R. A. Assink, G. A. Samara, B. Morosin, and D. Loy, Phys. Rev. B 51, 15552 (1995).
28. Y. M. Shulga, V. M. Martynenko, S. A. Baskakov, G. V. Shilov, A. N. Trukhanenok, A. F. Shestakov, Y. G. Morozov, T. N. Fursova, A. V. Bazhenov, and V. N. Vasilets, Phys. Status Solidi RRL 3, 43 (2009).
29. Gaussian 03, Revision E. 01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, and J. A. Pople, Gaussian, Inc., Wallingford CT (2004).
30. Y. M. Shulga, V. M. Martynenko, S. A. Baskakov, A. N. Trukhanenok, E. M. Anokhin, A. V. Maksimychev, S. S. Khasanov, K. G. Belay, C. A. Weatherford, and G. L. Gutsev, Chem. Phys. Lett. 483, 115 (2009).
31. R. Krishnan, J. S. Binkley, R. Seeger, and J. A. Pople, J. Chem. Phys. 72, 650 (1980).
32. A. D. Becke, Phys. Rev. A 38, 3098 (1988).
33. J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B 45, 13244 (1992).
34. S. Díaz-Tendero, M. Alcamí, and F. Martín, J. Chem. Phys. 119, 5545 (2003).
35. D.-L. Chen, W. Q. Tian, J.-K. Feng, and C.-C. Sun, Chem. Phys. Chem 8, 1029 (2007).
36. K. P. Huber and G. Herzberg, Constants of Diatomic Molecules, Van Nostrand-Reinhold, New York (1979).
37. R. K. Yoo, B. Rustic, and J. Berkowitz, J. Chem. Phys. 96, 911 (1992).
38. I. V. Hertel, H. Steger, J. de Vries, B. Weisser, C. Menzel, B. Kamke, and W. Kamke, Phys. Rev. Lett. 68, 911 (1992).
39. D. L. Lichtenberger, M. Jatcko, K. W. Nebesny, C. D. Ray, D. R. Huffman, and L. D. Lamb, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 206, 673 (1991).
40. J. A. Zimmerman, J. R. Eyler, S. B. H. Bach, and S. W. McElvany, J. Chem. Phys. 94, 3556 (1991).
41. V. G. Zakrzewski, O. Dolgounitcheva, and J. V. Ortiz, J. Chem. Phys. 129, 104306 (2008).
42. M. Foltin, M. Lezius, P. Scheier, and T. D. Märk, J. Chem. Phys. 98, 9624 (1993).
43. P. Weis, J. Rockenberger, R. D. Beck, and M. M. Kappes, J. Chem. Phys. 104, 3629 (1996).
44. A. D. Boese and G. E. Scuseria, Chem. Phys. Lett. 294, 233 (1998).
45. K. Hansen and O. Echt, Phys. Rev. Lett. 78, 2337 (1997).
46. C. Lifshitz, Int. J. Mass Spectr. 198, 1 (2000).
47. S. Díaz-Tendero, C. Sánches, M. Alcamí, and F. Martín, Int. J. Mass Spectr. 252, 133 (2006).
48. H. Jiao, Z. Chen, A. Hirsch, and W. Thiel, Phys. Chem. Chem. Phys. 4, 4916 (2002).
49. Y. H. Hua and E. Ruckenstein, J. Chem. Phys. 119, 10073 (2003).
50. S. U. Lee and Y.-K. Han, J. Chem. Phys. 121, 3942 (2004).
51. J. Ribas-Ariño and J. J. Novoa, Phys. Rev. B 73, 035405 (2006).
52. L. V. Liu, W. Q. Tian, and Y. A. Wang, Int. J. Quantum. Chem. 109, 3441 (2009).
53. Y. H. Hua and E. Ruckenstein, J. Chem. Phys. 120, 7971 (2004).
54. A. A. El-Barbary, H. I. Lebda, and M. A. Kamel, Comp. Mater. Sci. 46, 128 (2009).
55. A. J. Stone and D. J. Wales, Chem. Phys. Lett. 128, 501 (1986).
56. A. Bihlmeier, C. C. M. Samson, and W. Klopper, Chem. Phys. Chem. 6, 2625 (2005).
57. D.-L. Chen, W. Q. Tian, J.-K. Feng, and C.-C. Sun, J. Chem. Phys. 128, 044318 (2008).
58. R. L. Murry, D. L. Strout, G. K. Odom, and G. E. Scuseria, Nature 366, 665 (1993).
59. A. N. Andriotis, M. Menon, R. M. Sheetz, and L. Chernozatonskii, Phys. Rev. Lett. 90, 026801 (2003).
60. A. Böttcher, P. Weis, S.-S. Jester, D. Löffler, A. Bihlmeier, W. Klopper, and M. M. Kappes, Phys. Chem. Chem. Phys. 7, 2816 (2005).
61. H. Zettergren, H. T. Schmidt, P. Reinhed, H. Cederquist, J. Jensen, P. Hvelplund, S. Tomita, B. Manil, J. Rangama, and B. A. Huber, Phys. Rev. A 75, 051201 (2007).
62. H. Zettergren, Y. Wang, A. M. Lamsabhi, M. Alcamí, and F. Martín, J. Chem. Phys. 130, 224302 (2009).
63. Y.-H. Kim, J. Choi, K. J. Chang, and D. Tománek, Phys. Rev. B 68, 125420 (2003).
64. A. N. Andriotis, R. M. Sheetz, E. Richter, and M. Menon, Europhys. Lett. 72, 658 (2005).
65. J. Ribas-Ariño and J. J. Novoa, Phys. Rev B 73, 035405 (2006).
66. Y. Zhang, S. Talapatra, S. Kar, R. Vajtai, S. K. Nayak, and P. M. Ajayan, Phys. Rev. Lett. 99, 107201 (2007).
67. D. W. Boukhvalov and M. I. Katselnelson, Eur. Phys. J. 68, 529 (2009).
68. O. E. Kvyatkovskii, I. B. Zakharova, A. L. Shelankov, and T. L. Makarova, Phys. Rev. B 72, 214426 (2005).
69. T. L. Makarova, I. B. Zakharova, O. E. Kvyatkovskii, S. G. Buga, A. P. Volkov, and A. L. Shelankov, Phys. Stat. Sol. 246, 2778 (2009).
70. A.V. Talyzin and A. Dzwilewski, J. Nanosci. Nanostr. 7, 1151 (2007).
71. A. Kumar, D. K. Avasthi, J. C. Pivin, R. M. Papalêo, A. Tripathi, F. Singh, and I. Sulania, J. Nanosci. Nanostr. 7, 2201 (2007).
72. J. Wu and F. Hagelberg, Phys. Rev. 79, 115436 (2009).
73. O. Hod and G. E. Scuseria, ACS Nano. 2, 2243 (2008).
74. S. N. Khanna and P. Jena, Phys. Rev. Lett. 69, 1664 (1992).
75. A. W. Castleman, Jr. and S. N. Khanna, J. Phys. Chem. C 113, 2664 (2009).
76. Y. Murakami and H. Suematsu, Pure and Appl. Chem. 68, 1463 (1996).
77. T. L. Makarova, K.-H. Han, P. Esquinazi, R. R. daSilva, Y. Kopelevich, I. B. Zakharova, and B. Sundqvist, Carbon 41, 1575 (2003).
78. M. W. Chase, Jr., C. A. Davies, J. R. Downey, Jr., D. J. Frurip, R. A. McDonald, and A. N. Syverud, J. Phys. Chem. Ref. Data 14 (Suppl. No. 1) (1985).