Hydrogenation and fluorination of graphene models: Analysis via the average local ionization energy

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 116, Issue 33, 2012, Pages 8644-8652

  Bulat, Felipe A ^a   Burgess, James S ^a,b   Matis, Bernard R ^a,b   Baldwin, Jeffrey W ^b   MacAveiu, Laura ^c   Murray, Jane S ^c   Politzer, Peter ^c  

^a Fable Theory and Computation LLC   (United States)

^b NAVAL RESEARCH LABORATORY   (United States)

^c CleVeTheoComp LLC   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FLUORINE ATOMS; GRAPHENE SHEETS; INTERACTION ENERGIES; LARGE SYSTEM; LOCAL IONIZATION ENERGIES; RELATIVE REACTIVITIES; STRUCTURAL DISTORTIONS;

FLUORINE; HYDROGEN;

GRAPHENE;

EID: 84866385985     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp3053604     Document Type: Article

References (62)

1. Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. Nature 1985, 318, 162-163.
2. Kadish, K. M., Ruoff, R.S., Eds. In Fullerenes: Recent Advances in the Physics and Chemistry of Fullerenes and Related Materials; Electrochemical Society: Pennington, NJ, 1996.
3. Iijima, S. Nature 1991, 354, 56-58.
4. Saito, R.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Physical Properties of Carbon Nanotubes; Imperial College Press: London, 1998.
5. Harris, P. J. F. Carbon Nanotubes and Related Structures; Cambridge University Press: Cambridge, UK, 1999, and references cited for related pre-1991 work.
6. Politzer, P.; Murray, J. S.; Lane, P.; Concha, M. C. In Handbook of Semiconductor Nanostructures and Nanodevices, Vol. 2; Balandin, A. A., Wang, K. L., Eds.; American Scientific Publishers: Stevenson Ranch, CA, 2006; Chapter 7, pp 215-240.
7. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. W.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669.
8. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183-191.
9. Geim, A. K. Science 2009, 324, 1530-1534.
10. Bae, S.; Kim, H.; Lee, Y.; Xu, X.; Park, J.-S.; Zheng, Y.; Balakrishnan, J.; Lei, T.; Kim, H. R.; Song, Y., II; et al. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 574-578.
11. An, X.; Simmons, T.; Shah, R.; Wolfe, C.; Lewis, K. M.; Washington, M.; Nayak, S. K.; Talapatra, S.; Kar, S. Nano Lett. 2010, 10, 4295-4301.
12. Aristov, V. Yu; Urbanik, G.; Kummer, K.; Vyalikh, D. V.; Molodtsova, O. V.; Preobrajenski, A. B.; Zakharov, A. A.; Hess, C.; Hänke, T.; Büchner, B.; et al. Nano Lett. 2010, 10, 992-995.
13. Wu, Y.; Lin, Y.-M.; Bol, A. A.; Jenkins, K. A.; Xia, F.; Farmer, D. B.; Zhu, Y.; Avouris, P. Nature 2011, 472, 74-78.
14. Dinadayalane, T. C.; Leszczynski, J. Struct. Chem. 2010, 21, 1155-1169.
15. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Katsnelson, M. I.; Grigorieva, I. V.; Dubonos, S. V.; Firsov, A. A. Nature 2005, 438, 197-200.
16. Schedin, F.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Hill, E. W.; Blake, P.; Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 652-655.
17. Rangel, N. L.; Seminario, J. M. J. Chem. Phys. 2010, 132, 125102(1-4).
18. Kang, H. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9839-9843.
19. Serrano, J.; Bosak, A.; Arenal, R.; Krisch, M.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Kanda, H.; Rubio, A.; Wirtz, L. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 095503-095504.
20. Han, M. Y.; Ozyilmaz, B.; Zhang, Y.; Kim, P. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 206805.
21. Bolotin, K. I.; Sikes, K. J.; Hone, J.; Stormer, H. L.; Kim, P. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 096802-096804.
22. Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I.; Lichtenstein, A. I. Phys. Rev. B 2008, 77, 035427(1-7).
23. Castro Neto, A. H.; Guinea, F.; Peres, N. M. R.; Novoselov, K. S.; Geim, A. K. Rev. Mod. Phys. 2009, 81, 109-162.
24. Flynn, G. W. J. Chem. Phys. 2011, 135, 050901(1-8).
25. Dikin, D. A.; Stankovich, S.; Zimney, E. J.; Piner, R. D.; Dommett, G. H. B.; Evmenenko, G.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. Nature 2007, 448, 457-460.
26. Luo, Z.; Yu, T.; Kim, K.; Ni, Z.; You, Y.; Lim, S.; Shen., Z. ACS Nano 2009, 3, 1781-1788.
27. Dai, J.; Yuan, J.; Giannozzi, P. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 232105(1-3).
28. Johnson, J. J.; Behnam, A.; Pearton, J. J.; Ural, A. Adv. Mater. 2010, 22, 4877-4880.
29. Robinson, J. T.; Burgess, J. S.; Junkermeier, C. E.; Badescu, S. C.; Reinecke, T. L.; Perkins, F. K.; Zalalutdniov, M. K.; Baldwin, J. W.; Cuthbertson, J. C.; Sheehan, P. E.; et al. Nano Lett. 2010, 10, 3001-3005.
30. Burgess, J. S.; Baldwin, J. W.; Robinson, J. T.; Bulat, F. A.; Houston, B. H. In Fluorine-Related Nanoscience with Energy Applications; Nelson, D. J., Brammer, C. N., Eds.; ACS Symposium Series 1064; American Chemical Society: Washington, DC, 2011, pp 11-30.
31. Burgess, J. S; Matis, B. R.; Robinson, J. T.; Bulat, F. A.; Perkins, F. K.; Houston, B. H.; Baldwin, J. W. Carbon 2011, 49, 4420-4426.
32. Sjoberg, P.; Brinck, T.; Murray, J. S.; Politzer, P. Can. J. Chem. 1990, 68, 1440-1443.
33. Politzer, P.; Murray, J. S.; Bulat, F. A. J. Mol. Model. 2010, 16, 1731-1742.
34. Dinadayalane, T. C.; Murray, J. S.; Concha, M. C.; Politzer, P.; Leszczynski, J. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1351-1357.
35. Koopmans, T. A. Physica 1934, 1, 104-113.
36. Nesbet, R. K. Adv. Chem. Phys. 1965, 9, 321-363.
37. Politzer, P.; Abu-Awwad, F.; Murray, J. S. Int. J. Quantum Chem. 1998, 69, 607-613.
38. Bader, R. F. W.; Carroll, M. T.; Cheeseman, J. R.; Chang, C. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7968-7979.
39. Politzer, P.; Murray, J. S. In Theoretical Aspects of Chemical Reactivity; Toro-Labbé, A., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2007; Chapter 8, pp 119-137.
40. Teillet-Billy, D.; Rougeau, N.; Ivanovskaya, V. V.; Sidis, V. Int. J. Quantum Chem. 2010, 110, 2231-2236.
41. Hernández Rosas, J. J.; Ramírez Gutiérrez, R. E.; Escobedo- Morales, A.; Chigo Anota, E. J. Mol. Model. 2011, 17, 1133-1139.
42. Wang, Y.; Qian, H.-J.; Morokuma, K.; Irle, S. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 7154-7160.
43. Politzer, P.; Bulat, F. A.; Burgess, J.; Baldwin, J. W.; Murray, J. S. In A Matter of Density: Exploring the Electron Density Concept in the Chemical, Biological and Materials Sciences; Sukumar, N., Ed.; John Wiley & Sons: New York, 2012; Chapter 6.
44. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A. et al., Gaussian 09, Revision A.1; Gaussian, Inc.: Wallingford CT, 2009.
45. Bulat, F. A.; Toro-Labbé, A.; Brinck, T.; Murray, J. S.; Politzer, P. J. Mol. Model. 2010, 16, 1679-1691.
46. Baskin, Y.; Meyer, L. Phys. Rev. 1955, 100, 544(1).
47. Allen, F. H.; Kennard, O.; Watson, D. G.; Brammer, L.; Guy Orpen, A.; Taylor, R. J. Chem. Soc., Perkin Trans. II 1987, S1-S19.
48. Murray, J. S.; Abu-Awwad, F.; Politzer, P. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2000, 501-502, 241-250.
49. Peralta-Inga, Z.; Murray, J. S.; Grice, M. E.; Boyd, S.; O'Connor, C. J.; Politzer, P. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2001, 549, 147-158.
50. Robinson, R. In Aromaticity; Ollis, W. D. Ed.; The Chemical Society: London, 1967.
51. Clar, E. The Aromatic Sextet; Wiley: London, 1972.
52. Clar, E.; McAndrew, B. A.; Zander, M. Tetrahedron 1967, 23, 985-993.
53. Wang, Z.; Scharstein, R. W. Chem. Phys. Lett. 2010, 489, 229-236.
54. Wang, X.; Li, X.; Zhang, L.; Yoon, Y.; Weber, P. K.; Wang, H.; Guo, J.; Dai, H. Science 2009, 324, 768-771.
55. Sharma, R.; Baik, J. H.; Perera, C. J.; Strano, M. S. Nano Lett. 2010, 10, 398-405.
56. Kim, S. N.; Kuang, Z.; Slocik, J. M.; Jones, S. E.; Cui, Y.; Farmer, B. L.; McAlpine, M. C.; Naik, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14480-14483.
57. Zhu, Z. H.; Lu, G. Q.; Wang, F. Y. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7923-7927.
58. Luo, Y.-R. Comprehensive Handbook of Chemical Bond Energies; CRC Press, Taylor & Francis Group: Boca Raton, FL, 2007.
59. Casolo, S.; Lovvik, O. M.; Martinazzo, R.; Tantardini, G. F. J. Chem. Phys. 2009, 130, 054704(1-10) and references cited.
60. Zhu, Z. H.; Lu, G. Q.; Hatori, H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 1249-1255.
61. Denis, P. A.; Iribarne, F. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2009, 907, 93-103 and references cited.
62. Bondi, A. J. Phys. Chem. 1964, 68, 441-451.