Three-dimensional infrared spectroscopy of isotope-substituted liquid water reveals heterogeneous dynamics

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 115, Issue 21, 2011, Pages 6976-6984

  Garrett Roe, Sean ^a   Perakis, Fivos ^a   Rao, Francesco ^b   Hamm, Peter ^a  

^a UNIVERSITY OF ZURICH   (Switzerland)

^b UNIVERSITY OF FREIBURG   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DYNAMICS; ELECTRIC NETWORK ANALYSIS; HYDROGEN; HYDROGEN BONDS; INFRARED SPECTROSCOPY; ISOTOPES; LIQUIDS; MOLECULAR DYNAMICS; THREE DIMENSIONAL;

COMPLEX NETWORK ANALYSIS; CORRELATION FUNCTION; FREQUENCY FLUCTUATION; HETEROGENEOUS DYNAMICS; HYDROGEN BOND NETWORKS; IR SPECTROSCOPY; LINE SHAPE ANALYSIS; LIQUID WATER; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; PICOSECOND TIME SCALE; ULTRAFAST NONLINEAR;

SPECTRUM ANALYSIS;

EID: 79957590370     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp201989s     Document Type: Article

References (67)

1. Röntgen, W. C. Ann. Phys. Chem. 1892, 281, 91-97
2. Giovambattista, N.; Buldyrev, S.; Starr, F.; Stanley, H. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 85506
3. Chandler, D.; Garrahan, J. P. Annu. Rev. Phys. Chem. 2010, 61, 191-217
4. Huang, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 15214-15218
5. Soper, A. K.; Teixeira, J.; Head-Gordon, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, E44
6. Huang, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, E45
7. Clark, G. N. I.; Hura, G. L.; Teixeira, J.; Soper, A. K.; Head-Gordon, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 14003-14007
8. Woutersen, S.; Emmerichs, U.; Bakker, H. J. Science 1997, 278, 658
9. Laenen, R.; Rauscher, C.; Laubereau, A. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2622-2625
10. Gale, G. M.; Gallot, G.; Hache, F.; Lascoux, N.; Bratos, S.; Leicknam, J. C. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1068-1071
11. Rey, R.; Moller, K. B.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 11993-11996
12. Fecko, C. J.; Eaves, J. D.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. Science 2003, 301, 1698-1702
13. Yeremenko, S.; Pschenichnikov, M. S.; Wiersma, D. A. Chem. Phys. Lett. 2003, 369, 107-113
14. Moller, K. B.; Rey, R.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1275-1289
15. Wang, Z. H.; Pakoulev, A.; Pang, Y.; Dlott, D. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 9054-9063
16. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Stromberg, C.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1107-1119
17. Cowan, M. L.; Bruner, B. D.; Huse, N.; Dwyer, J. R.; Chugh, B.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T.; Miller, R. J. D. Nature 2005, 434, 199-202
18. Auer, B.; Schmidt, J. R.; Skinner, J. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 14215-14220
19. Steinel, T.; Asbury, J. B.; Zheng, J. R.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10957-10964
20. Geissler, P. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14930-14935
21. Steinel, T.; Asbury, J. B.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. Chem. Phys. Lett. 2004, 386, 295-300
22. Brubach, J. B.; Mermet, A.; Filabozzi, A.; Gerschel, A.; Roy, P. J. Chem. Phys. 2005, 122, 184509
23. Smith, J. D.; Cappa, C. D.; Wilson, K. R.; Cohen, R. C.; Geissler, P. L.; Saykally, R. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 14171-14174
24. Eaves, J. D.; Loparo, J. J.; Fecko, C. J.; Roberts, S. T.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 13019-13022
25. Kropman, M. F.; Bakker, H. J. Science 2001, 291, 2118-2120
26. Park, S.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 16731-16738
27. Moilanen, D. E.; Fenn, E. E.; Lin, Y.-S.; Skinner, J. L.; Bagchi, B.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 5295-5300
28. Rezus, Y. L. A.; Bakker, H. J. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 148301
29. Laage, D.; Stirnemann, G.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 2428-2435
30. Bakulin, A. A.; Liang, C.; Jansen, T. L.; Wiersma, D. A.; Bakker, H. J.; Pshenichnikov, M. S. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1229-1238
31. Novak, A. In Structure and bonding; Dunitz, J. D.; Hemmerich, P.; Holm, R. H.; Ibers, J. A.; Jorgenson, C. K.; Neilands, J. B.; Reinen, D.; Williams, R. J. P., Eds.; Springer-Verlag: New York, 1974.
32. Eaves, J. D.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 9424-9436
33. Laage, D.; Hynes, J. T. Science 2006, 311, 832-835
34. Paesani, F.; Xantheas, S. S.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13118-13130
35. van Veldhoven, E.; Khurmi, C.; Zhang, X.; Berg, M. A. ChemPhysChem 2007, 8, 1761-1765
36. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Hamm, P. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 083201
37. Garrett-Roe, S.; Hamm, P. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1412-1422
38. Garrett-Roe, S.; Hamm, P. J. Chem. Phys. 2008, 128, 104507
39. Garrett-Roe, S.; Hamm, P. J. Chem. Phys. 2009, 130, 164510
40. Underwood, D. F.; Blank, D. A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 956-961
41. Hamm, P. J. Chem. Phys. 2006, 124, 124506-124518
42. Golonzka, O.; Demirdöven, N.; Khalil, M.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9893-9896
43. Blank, D. A.; Kaufman, L. J.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 2000, 113, 771-778
44. Kubarych, K. J.; Milne, C. J.; Miller, R. J. D. Int. Rev. Phys. Chem. 2003, 22, 497-532
45. Yagasaki, T.; Saito, S. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1250-1558
46. Kim, K.; Saito, S. J. Chem. Phys. 2010, 133, 044511
47. Schmidt-Rohr, K.; Spiess, H. W. Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 3020-3023
48. Demirdöven, N.; Khalil, M.; Golonzka, O.; Tokmakoff, A. Opt. Lett. 2002, 27, 433-435
49. Fulmer, E. C.; Mukherjee, P.; Krummel, A. T.; Zanni, M. T. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8067-8078
50. Bloem, R.; Garrett-Roe, S.; Strzalka, H.; Hamm, P.; Donaldson, P. Opt. Express 2010, 18, 27067
51. Bartholdi, E.; Ernst, R. R. J. Magn. Reson. 1973, 11, 9-19
52. Backus, E.; Garrett-Roe, S.; Hamm, P. Opt. Lett. 2008, 33, 2665-2667
53. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Speol, D. J. Mol. Modell. 2001, 7, 306-317
54. Oxtoby, D. W.; Levesque, D.; Weis, J.-J. J. Chem. Phys. 1978, 68, 5528-5533
55. Smith, J. D.; Saykally, R. J.; Geissler, P. L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13847-13856
56. Rao, F.; Garrett-Roe, S.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 15429-15722
57. Fulmer, E. C.; Ding, F.; Zanni, M. T. J. Chem. Phys. 2005, 122, 034302
58. Schmidt, J. R.; Roberts, S. T.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A.; Fayer, M. D.; Skinner, J. L. Chem. Phys. 2007, 341, 143-157
59. Ronne, C.; Thrane, L.; Astrand, P.; Wallqvist, A.; Mikkelsen, K.; Keiding, S. J. Chem. Phys. 1997, 107, 5319-5331
60. Ronne, C.; Astrand, P.; Keiding, S. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 2888-2891
61. Heyden, M.; Sun, J.; Funkner, S.; Mathias, G.; Forbert, H.; Havenith, M.; Marx, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 12068-12073
62. Debenedetti, P. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, R1669-R1726
63. Roberts, S. T.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2006, 125, 084502
64. Roy, S.; Pshenichnikov, M. S.; la Cour Jansen, T. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 5431 - 5440.
65. Bakker, H. J.; Nienhuys, H. K. Science 2002, 297, 587-590
66. Mukamel, S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy; Oxford University Press: New York, 1995.
67. Ref 66, p 98.