Ab initio studies of aromatic excimers using multiconfiguration quasi-degenerate perturbation theory

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 115, Issue 26, 2011, Pages 7687-7699

  Shirai, Soichi ^a,b   Iwata, Suehiro ^c   Tani, Takao ^a,b   Inagaki, Shinji ^a,b  

^a Rd Management Section   (Japan)

^b JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY   (Japan)

^c TOYOTA PHYSICAL AND CHEMICAL RESEARCH INSTITUTE   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AB INITIO QUANTUM CHEMICAL METHODS; AB INITIO STUDY; AROMATIC EXCIMERS; BASIS SETS; COMPUTATIONAL COSTS; CONFIGURATION SPACE; EXCIMER FLUORESCENCE; EXCIMERS; EXPERIMENTAL VALUES; INTERMOLECULAR DISTANCE; MULTICONFIGURATION; PARALLEL ARRANGEMENT; PERTURBATION THEORY; PERYLENES; SPECTROSCOPIC PARAMETERS;

ANTHRACENE; AROMATIC COMPOUNDS; BENZENE; BINDING ENERGY; DIMERS; ELECTRONIC PROPERTIES; MONOMERS; NAPHTHALENE; QUANTUM CHEMISTRY; WAVE FUNCTIONS;

PERTURBATION TECHNIQUES;

ARTICLE; CONFORMATION; DIMERIZATION; THEORETICAL MODEL;

DIMERIZATION; MODELS, THEORETICAL; MOLECULAR CONFORMATION;

EID: 79959806083     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp201130k     Document Type: Article

References (138)

1. Mulliken, R. S. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 811
2. Hunter, C. A.; Sanders, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 5525
3. Kumph, R. A.; Dougherty, D. A. Science 1993, 261, 1708
4. Lerman, L. S. J. Mol. Biol. 1961, 3, 18
5. Saenger, W. Principles of Nucleic Acid Structure; Springer-Verlag: New York, 1984.
6. Zimm, B. H. J. Chem. Phys. 1960, 33, 1349
7. Crothers, D. M.; Zimm., B. H. J. Mol. Biol. 1967, 9, 1
8. Burley, S. K.; Petsko, G. A. Science 1985, 229, 23
9. Hunter, C. A.; Singh, J.; Thornton, J. M. J. Mol. Biol. 1991, 218, 837
10. Desiraju, G. R.; Gavezzotti, A. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1989, 621
11. Stevens, B. Nature 1961, 192, 725
12. Förster, T.; Kasper, K. Z. Phys. Chem. 1954, 1, 275
13. Birks, J. B.; Cristophorou, L. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1963, 274, 552
14. Birks, J. B.; Cristophorou, L. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1964, 277, 571
15. Birks, J. B.; Cristophorou, L. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1965, 283, 83
16. Birks, J. B. Photophysics of Aromatic Molecules; Wiley-Interscience: London, 1970.
17. Mataga, N.; Kubota, T. Molecular Interactions and Electronic Spectra; Marcel Dekker: New York, 1970.
18. Turro, N. J. Modern Molecular Photochemistry; University Science Books: Sausalito, CA, 1991.
19. Förster, T Ang. Chem. Inter. Ed. 1969, 8, 333 and references therein
20. Stevens, B. Adv. Photochem. 1971, 8, 161
21. Birks, J. B. Rep. Prog. Phys. 1975, 38, 903
22. Saigusa, H; Lim, E. C. J. Phys. Chem. 1991, 95, 2364
23. Saigusa, H.; Sun, S.; Lim, E. C. J. Phys. Chem. 1992, 96, 10099
24. Saigusa, H.; Sun, S.; Lim, E. C. J. Phys. Chem. 1993, 97, 11635
25. Saigusa, H.; Lim, E. C. Chem. Phys. Lett. 1993, 211, 410
26. Saigusa, H.; Lim, E. C. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 171
27. Hirata, T.; Ikeda, H.; Saigusa, H. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 1014
28. Hirayama, F. J. Chem. Phys. 1965, 42, 3163
29. Misumi, S.; Otsubo, T. Acc. Chem. Res. 1978, 11, 251
30. Winnik, F. M. Chem. Rev. 1993, 93, 587
31. Yamaji, M.; Tsukada, T.; Shizuka, H.; Nishimura, J. Chem. Phys. Lett. 2008, 460, 474
32. Kim, S. K.; Bok, J. H.; Bartsch, R. A.; Lee, J. Y.; Kim, J. S. Org. Lett. 2005, 7, 4839
33. Jun, E. J.; Wom, H. N.; Kim, J. S.; Lee, K.-H.; Yoon, J. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 4577
34. Häner, R.; Biner, S. M.; Langenegger, S. M.; Meng, T.; Malinovskii, V. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1227 and reference therein
35. Inagaki, S.; Ohtani, O.; Goto, Y.; Okamoto, K.; Ikai, M.; Yamanaka, K.; Tani, T.; Okada, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4042
36. Takeda, H.; Goto, Y.; Maegawa, Y.; Ohsuna, T.; Tani, T.; Matsumoto, K.; Shimada, T.; Inagaki, S. Chem. Commun. 2009, 6032
37. Takeda, H.; Ohashi, M.; Tani, T.; Ishitani, O.; Inagaki, S. Inorg. Chem. 2010, 49, 4554
38. Murrel, N. J.; Tanaka, J. Mol. Phys. 1964, 7, 363
39. Minn., F. L.; Pinion., J. P.; Fillipescu, N. J. Phys. Chem. 1971, 75, 1794
40. Azumi, T; McGlynn, S. P. J. Chem. Phys. 1964, 41, 3131
41. Azumi, T; Armstrong, A. T.; McGlynn, S. P. J. Chem. Phys. 1964, 41, 3839
42. Azumi, T.; McGlynn, S. P. J. Chem. Phys. 1965, 42, 1675
43. Birks, J. B.; Kazzaz, A. A. Proc. R. Soc. A 1968, 304, 291
44. Chandra, A. K.; Lim, E. C. J. Chem. Phys. 1968, 48, 2589
45. Chandra, A. K.; Lim, E. C. J. Chem. Phys. 1968, 49, 5066
46. Cohen, M. D.; Klein, E.; Ludmer, Z.; Yakhot, V. Chem. Phys. 1974, 5, 15
47. Cohen, M. D.; Yakhot, V. Chem. Phys. 1974, 5, 27
48. Warshel, A.; Huler, E. Chem. Phys. 1974, 6, 463
49. Sadygov, R. G.; Lim, E. C. Chem. Phys. Lett. 1994, 225, 441
50. Gudipati, M. S. J. Phys. Chem. 1994, 98, 9750
51. Tretiak, S.; Zhang, W. M.; Chernyak, V.; Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1999, 96, 13003
52. Foresnab, J. B.; Head-Gordon, M.; Pople, J. A.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1992, 62, 135
53. Scholes, G. D.; Ghiggino, K. P. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4580
54. East, A. L. L.; Lim, E. C. J. Chem. Phys. 2000, 113, 8981
55. Casida, M. E. In Recent Advances in Computational Chemistry; Chong, D. P., Ed.; World Scientific: Singapore, 1995; Vol. 1.
56. Amicangelo, J. C. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 9174
57. Huenerbein, R.; Grimme, S. Chem. Phys. 2008, 343, 362
58. Fink, R. F.; Pfister, J.; Zhao, H. M.; Engels, B. Chem. Phys. 2008, 346, 275
59. Velardez, G. F.; Lemke, H. T.; Breiby, D. W.; Nielsen, M. M.; Møller, K. B.; Henriksen, K. E. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 8179
60. Kuhlman, T. S.; Lemke, H. T.; Sølling, T. I.; Velardez, G. F.; Henriksen, K. E.; Møller, K. B. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 6849
61. Andersson, K.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O.; Sadlej, A.; Wolinski, K. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5483
62. Andersson, K.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218
63. Roos, B. O.; Fülscher, M. P.; Malmqvist, P.-Å.; Serrano-Andrés, L.; Pierloot, K.; Merchán, M. Adv. Chem. Phys. 1996, 93, 219
64. Merchán, M.; Serrano-Andrés, L. Computational Photochemistry; Elsevier: Amsterdam, 2005.
65. Nakano, H. J. Chem. Phys. 1993, 99, 7983
66. Rocha-Rinza, T.; DeVico, L.; Veryazov, V.; Roos, B. O. Chem. Phys. Lett. 2006, 426, 268
67. Claire, P. S. J. Phys. Chem. B. 2006, 110, 7334
68. Olaso-González, G.; Roca-Sanjuán, D.; Serrano- Andrés, L.; Merchán, M. J. Chem. Phys. 2006, 125, 231102
69. Rocha-Rinza, T.; Christiansen, O. Chem. Phys. Lett. 2009, 482, 44
70. Pabst, M.; Köhn, A. J. Phys. Chem. A. 2010, 114, 1639
71. Christiansen, O.; Koch, H.; Jorgensen, P. Chem. Phys. Lett. 1995, 243, 409
72. Milet, A.; Korona, T.; Moszynski, R.; Kochanski, E. J. Chem. Phys. 1999, 111, 7727
73. Mourik, T. V.; Gdanitz, R. J. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9620
74. Cybulski, S. M.; Bledson, T. M.; Toczylowski, R. R. J. Chem. Phys. 2002, 116, 11039
75. Cybulski, S. M.; Seversen, C. E. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014117
76. Vahtras, O.; Almlöf, J. E.; Feyereisen, M. W. Chem. Phys. Lett. 1993, 213, 514
77. Weigend, F.; Häser, M. Theor. Chim. Acta. 1997, 97, 331
78. Hättig, C; Weigend, F. J. Chem. Phys. 2000, 5154, 113
79. Hättig, C; Köhn, A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 6939
80. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1463
81. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787
82. Jensen, F. Introduction to Computation Chemistry; John Wiley & Sons Ltd.: England, 1999.
83. Helgaker, T.; Jørgensen, P.; Olsen, J. Molecular Electronic-Structure Theory; John Wiley & Sons Ltd.: England, 2000.
84. Hashimoto, T.; Nakano, H.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 1996, 104, 6244
85. Nakano, H.; Hirao, K. Chem. Phys. Lett. 2000, 317, 90
86. Nakano, H.; Uchiyama, R.; Hirao, K. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1166
87. Platt, J. R. J. Chem. Phys. 1949, 17, 484
88. Birks, J.; Christophorou, L. Spectrochim. Acta 1963, 19, 401
89. Sagvolden, E.; Furche, F.; Köhn, A. J. Chem. Theory, Comput. 2009, 5, 873
90. Mcrae, E. G.; Kasha, M. J. Chem. Phys. 1958, 28, 721
91. Buckingham, A. D. Adv. Chem. Phys. 1967, 12, 107
92. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
93. Lee, C.; Yan, W. R.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785
94. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257
95. Hirao, K. Chem. Phys. Lett. 1992, 190, 374
96. Hirao, K. Chem. Phys. Lett. 1992, 196, 397
97. Hirao., K. Int. J. Quantum Chem. 1992, S26, 517
98. Hirao, K. Chem. Phys. Lett. 1993, 201, 59
99. Witek, H. A.; Choe, Y.-K.; Finley, J. P.; Hirao, K. J. Comput. Chem. 2002, 23, 957
100. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213
101. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650
102. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. V. R. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294
103. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007
104. Kendall, R. A.; Dunning, T. H., Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796
105. Iwata, S. Reports of Toyota Physical and Chemical Research Institute No. 64, Toyota Rikagaku Kenkyujo, 2011.
106. Charasiński, G; Szcześniak, M. M. Chem. Rev. 2000, 100, 4227
107. van Duijneveldt, F. B.; van Duijneveldt-van de Rijdt, J. G. C. M.; van Lenthe, J. H. Chem. Rev. 1994, 94, 1873
108. 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.; Bakken, V.; 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, V. 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.; J. A. Pople, J. A. Gaussian 03, Revision E.01; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.
109. 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. Comput. Chem. 1993, 14, 1347
110. Benzene: Gauss, J.; Stanton, J. F. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2865
111. Naphthalene and anthracene: Martin, J. M. L.; El-Yazal, J.; François, J.-P. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15358
112. Pyrene: Hazell, A. C.; Larsen, F. K.; Lehmann, M. S. Acta Crystallogr. B 1972, 28, 2977
113. Perylene: Camerman, A.; Trotter, J. Proc. R. Soc. London A 1964, 279, 129
114. Cundall, R. B.; Robinson, D. A. J. Chem. Soc., Faraday, Trans. 2 1972, 68, 1133
115. Hirayama, F.; Lipsky, S. J. Chem. Phys. 1969, 51, 1939
116. Hiraya, A.; Shobatake, K. J. Chem. Phys. 1991, 94, 7700
117. Clark, P. A.; Brogli, F.; Heilbronner, E. Helv. Chim. Acta 1972, 55, 1415
118. Chen, E. C. M.; Wentworth, W. E. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1989, 171, 271
119. Aladekomo, J. B.; Birks, J. B. Proc. R. Soc. London A 1965, 284, 551
120. George, G. A.; Morris, G. C. J. Mol. Spectrosc. 1968, 26, 67
121. Huebner, R. H.; Mielczarek, S. R.; Kuyait, C. E. Chem. Phys. Lett. 1972, 16, 464
122. Hirao, K.; Nakano, H.; Nakayama, K.; Dupuis, M. J. Chem. Phys. 1996, 105, 9227
123. Birks, J.; Dyson, D.; Munro, I. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1963, 275, 575
124. Döler, E.; Föster, T. Z. Phys. Chem. Neue Folge 1962, 34, 132
125. Katoh, R.; Sinha, S.; Murata, S.; Tachiya, M. J. Photochem. Photobiol. A 2001, 145, 23
126. McVey, J. K.; Shold, D. M.; Yang, N. C. J. Chem. Phys. 1976, 65, 3375
127. Hager, J. W.; Wallace, S. C. Anal. Chem. 1988, 60, 5
128. Scheidt, J.; Weinkauf, R. Chem. Phys. Lett. 1997, 266, 201
129. Lyons, L. E.; Morris, G. C.; Warren, L. J. J. Phys. Chem. 1968, 72, 3677
130. Shchuka, M. I.; Motyka, A. L.; Topp, M. R. Chem. Phys. Lett. 1989, 164, 87
131. Scheidt, J.; Weinkauf, R. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 18
132. Israelachvili, J. Intermolecular and Surface Forces, 2 nd ed.; Academic Press: New York, 1992.
133. Linstrom, P. J.; Mallard, W. G., Eds. NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69; National Institute of Standards and Technology: Gaithersburg, MD, http://webbook.nist.gov (accessed Dec 8, 2010).
134. Dreuw, A.; Weisman, J. L.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2943
135. Dreuw, A.; Head-Gordon, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4007
136. Yanai, T.; Kurashige, Y.; Neuscamman, E.; Chan, G. K-L. J. Chem. Phys. 2010, 132, 024105 and references therein
137. Tawada, Y.; Tsuneda, T.; Yanagisawa, S.; Yanai, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8425
138. Chiba, M.; Tsuneda, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2006, 124, 144106