Single-walled carbon nanotube growth from chiral carbon nanorings: Prediction of chirality and diameter influence on growth rates

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 38, 2012, Pages 15887-15896

  Li, Hai Bei ^a   Page, Alister J ^a   Irle, Stephan ^b   Morokuma, Keiji ^a,c  

^a KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^b NAGOYA UNIVERSITY   (Japan)

^c EMORY UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON NANORINGS; CATALYST-FREE; CHIRAL ANGLES; DEFECT FORMATION; DIELS-ALDER CYCLOADDITIONS; ETHYNYL RADICALS; INTRINSIC PROPERTY; OPTIMUM DIAMETERS; ORGANIC PRECURSOR; QUANTUM-CHEMICAL SIMULATIONS; SINGLE-WALLED CARBON;

CHIRALITY; CYCLOADDITION; ENANTIOMERS; FORECASTING; GROWTH RATE; QUANTUM CHEMISTRY; SCREW DISLOCATIONS; SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (SWCN); TRANSITION METALS;

STEREOCHEMISTRY;

SINGLE WALLED NANOTUBE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHIRALITY; GROWTH RATE; PREDICTION; SIMULATION;

EID: 84866720716     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja305769v     Document Type: Article

References (62)

1. Ding, F.; Proc. Natl. Acad. Sci. 2009, 106, 2506
2. Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G.; Eklund, P. C. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes; Academic Press: San Diego, 1996.
3. Saito, R.; Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G. Physical Properties of Carbon Nanotubes; Imperial College Press: London, 1998.
4. Baughman, R. A.; Zakhidov, A. A.; de Heer, W. A. Science 2002, 297, 787-792
5. Frank, S.; Poncharal, P.; Wang, Z. L.; Heer, W. A. Science 1998, 280, 1744-1746
6. Okawa, Y.; Aono, M. Nature 2001, 409, 683-684
7. Saito, R.; Fujita, M.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Phys. Rev. B 1992, 46, 1804-1811
8. Bethune, D. S.; Kiang, C. H.; DeVries, M. S.; Gorman, G.; Savoy, R.; Beyers, R. Nature 1993, 363, 605-607
9. Iijima, S. Nature 1993, 363, 603-605
10. Journet, C.; Maser, W. K.; Bernier, P.; Loiseau, A.; Lamy de la Chapelle, M.; Lefrant, S.; Deniard, P.; Lee, R.; Fischer, J. E. Nature 1997, 388, 756-758
11. Guo, T.; Nikolaev, P.; Thess, A.; Colbert, D. T.; Smalley, R. E. Chem. Phys. Lett. 1995, 243, 49-54
12. Thess, A.; Lee, R.; Nikolaev, P.; Dai, H.; Petit, P.; Robert, J.; Xu, C.; Lee, Y. H.; Kim, S. G.; Rinzler, A. G.; Colbert, D. T.; Scuseria, G. E.; Tomanek, D.; Fischer, J. E.; Smalley, R. E. Science 1996, 273, 483-487
13. Cheng, H. M.; Li, F.; Sun, X.; Brown, S. D. M.; Pimenta, M. A.; Marucci, A.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Chem. Phys. Lett. 1998, 289, 602-610
14. Nikolaev, P.; Bronikowski, M. J.; Bradley, R. K.; Rohmund, F.; Colbert, D. T.; Smith, K. A.; Smalley, R. E. Chem. Phys. Lett. 1999, 313, 91-97
15. Page, A. J.; Ohta, Y.; Irle, S.; Morokuma, K. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 1375-1385
16. Bachilo, S. M.; Balzano, L.; Herrera, J. E.; Pompeo, F.; Resasco, D. E.; Weisman, R. B. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11186-11187
17. Wang, B.; Poa, C. H. P.; Wei, L.; Li, L.-J.; Yang, Y.; Chen, Y. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9014-9019
18. Ding, F.; Rosen, A.; Curtarolo, S.; Bolton, K. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 133110/1-133110/3
19. Moseler, M.; Cervantes-Sodi, F.; Hofmann, S.; Csanyi, G.; Ferrari, A. C. ACS Nano 2010, 4, 7587-7595
20. Hofmann, S. Nano Lett. 2007, 7, 602-608
21. Moors, M.; Amara, H.; de Bocarme, T. V.; Bichara, C.; Ducastelle, F.; Kruse, N.; Charlier, J. C. ACS Nano 2009, 3, 511-516
22. Hersam, M. C. Nat. Nano 2008, 3, 387-394
23. Omachi, H.; Segawa, Y.; Itami, K. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 1378-1389
24. Bunz, U. H. F.; Menning, S.; Martín, N. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 7094-7101
25. Schrettl, S.; Frauenrath, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6569-6571
26. Hitosugi, S.; Yamasaki, T.; Isobe, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12442-12445
27. Sisto, T. J.; Tian, X.; Jasti, R. J. Org. Chem. 2012, 77, 5857-5860
28. Fort, E. H.; Donovan, P. M.; Scott, L. T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16006-16007
29. Fort, E. H.; Scott, L. T. J. Mat. Chem. 2011, 21, 1373-1381
30. Jasti, R.; Bhattacharjee, J.; Neaton, J. B.; Bertozzi, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 17646-17647
31. Jasti, R.; Bertozzi, C. R. Chem. Phys. Lett. 2010, 494, 1-7
32. Yamago, S.; Watanabe, Y.; Iwamoto, T. Angew. Chem. 2010, 122, 769-771
33. Omachi, H.; Matsuura, S.; Segawa, Y.; Itami, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 10202-10205
34. Omachi, H.; Segawa, Y.; Itami, K. Org. Lett. 2011, 13, 2480-2483
35. Scott, L. T.; Jackson, E. A.; Zhang, Q.; Steinberg, B. D.; Bancu, M.; Li, B. J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 107-110
36. Xia, J.; Jasti, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2474-2476
37. Li, H.-B.; Page, A. J.; Irle, S.; Morokuma, K. ChemPhysChem 2012, 13, 1479-1485
38. Rudenko, A. P.; Balandin, A. A.; Zabalotnaya, M. M. Russ. Chem. Bull. 1961, 10, 916-921
39. Hung, W.-H.; Bernasek, S. L. Surf. Sci. 1995, 339, 272-290
40. Wang, Y.; Gao, X.; Qian, H.-J.; Ohta, Y.; Wu, X.; Eres, G.; Morokuma, K.; Irle, S. J. Am. Chem. Soc. 2012, in press.
41. Ding, F.; Harutyunyan, A. R.; Yakobson, B. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 2506-2509
42. Ohta, Y.; Okamoto, Y.; Irle, S.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 159-169
43. Ohta, Y.; Okamoto, Y.; Page, A. J.; Irle, S.; Morokuma, K. ACS Nano 2009, 3, 3413-3420
44. Voter, A. F. Phys. Rev. B 1998, 57, R13985-R13988
45. Fedorov, A. S.; Fedorov, D. A.; Kuzubov, A. A.; Avramov, P. V.; Nishimura, Y.; Irle, S.; Witek, H. A. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 175506
46. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Elsner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260-7268
47. Elstner, M. Theor. Chem. Acc. 2006, 116, 316-325
48. Saha, B.; Shindo, S.; Irle, S.; Morokuma, K. ACS Nano 2009, 3, 2241-2257
49. Weinert, M.; Davenport, J. W. Phys. Rev. B 1992, 45, 13709-13712
50. Wentzcovitch, R. M.; Martins, J. L.; Allen, P. B. Phys. Rev. B 1992, 45, 11372
51. Swope, W. C.; Andersen, H. C.; Berens, P. H.; Wilson, K. R. J. Chem. Phys. 1982, 76, 637-649
52. Martyna, G. J.; Klein, M. L.; Tuckerman, M. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2635-2643
53. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
54. Lee, C. Y.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
55. Frisch, M. J.; Gaussian 09, Revision A.1; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2009.
56. Fukui, K. Acc. Chem. Res. 1981, 14, 363-368
57. Miyauchi, Y.; Chiashi, S.; Murakami, Y.; Hayashida, Y.; Maruyama, S. Chem. Phys. Lett. 2004, 387, 198-203
58. Liu, Y.; Dobrinsky, A.; Yakobson, B. I. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 235502/1-4
59. Reich, S.; Li, L.; Roberson, J. Chem. Phys. Lett. 2006, 421, 469-472
60. Kim, J.; Page, A. J.; Irle, S.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9311-9319
61. Peng, L. M.; Zhang, Z. L.; Xue, Z. Q.; Wu, Q. D.; Gu, Z. N.; Pettifor, D. G. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 3249-3252
62. Rao, R.; Liptak, D.; Cherukuri, T.; Yakobson, B. I.; Maruyama, B. Nat. Mater. 2012, 11, 213-216