Extremely long nonradiative relaxation of photoexcited graphane is greatly accelerated by oxidation: Time-domain Ab initio study

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 9, 2013, Pages 3702-3710

  Nelson, Tammie R ^a   Prezhdo, Oleg V ^a  

^a UNIVERSITY OF ROCHESTER   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTRONIC EXCITATION; ELECTRONIC EXCITATION ENERGY; NON-RADIATIVE LIFETIMES; NON-RADIATIVE RELAXATION; NONADIABATIC MOLECULAR DYNAMICS; SEMICONDUCTOR APPLICATIONS; TIME DEPENDENT DENSITY FUNCTIONAL THEORY; WIDE-BAND-GAP SEMICONDUCTOR;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRIC EXCITATION; ENERGY DISSIPATION; ENERGY GAP; GRAPHENE; LUMINESCENCE; LUMINESCENCE OF INORGANIC SOLIDS; MOLECULAR DYNAMICS;

OXIDATION;

CARBON NANOTUBE; GRAPHANE; GRAPHENE; UNCLASSIFIED DRUG;

ACCELERATION; ARTICLE; ELECTRON; ELECTRON VIBRATIONAL RELAXATION; EXCITATION; LUMINESCENCE; MOLECULAR DYNAMICS; OXIDATION; PHONON; SEMICONDUCTOR;

GRAPHITE; OXIDATION-REDUCTION; PHOTOCHEMICAL PROCESSES; QUANTUM THEORY; TIME FACTORS;

EID: 84874909571     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja400033g     Document Type: Article

References (79)

1. Sofo, J. O.; Chaudhari, A. S.; Barber, G. D. Phys. Rev. B 2007, 75, 153401
2. Elias, D. C.; Nair, R. R.; Mohiuddin, T. M. G.; Morozov, S. V.; Blake, P.; Halsall, M. P.; Ferrari, A. C.; Boukhalov, D. W.; Katsnelson, M. I.; Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Science 2009, 323, 610
3. Boukhalov, D. W.; Katsnelson, M. I.; Lichtenstein, A. I. Phys. Rev. B 2008, 77, 035427
4. Yang, Z.; Sun, Y.; Alemany, L. B.; Narayanan, T. N.; Billups, W. E. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18689-18694
5. Wen, X.-D.; Yang, T.; Hoffmann, R.; Ashcroft, N. W.; Martin, R. L.; Rudin, S. P.; Zhu, J.-X. ACS Nano 2012, 6, 7142-7150
6. Wen, X.-D.; Hoffmann, R.; Ashcroft, N. W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9023-9035
7. Talyzin, A. V.; Luzan, S.; Anoshkin, I. V.; Nasibulin, A. G.; Jiang, H.; Kauppinen, E. I.; Mikoushkin, V. M.; Shnitov, V. V.; Marchenko, D. E.; Noreus, D. ACS Nano 2011, 5, 5132-5140
8. Nakamura, J.; Arimura, N.; Hirayama, M.; Natori, A. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 223107
9. Li, Y.; Zhou, Z.; Shen, P.; Chen, Z. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15043
10. Flores, M. Z. S.; Autreto, P. A. S.; Legoas, S. B.; Galvao, D. S. Nanotechnology 2009, 20, 265704
11. Sreejith, S.; Ma, X.; Zhao, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17346-17349
12. Chou, S. S.; De, M.; Luo, J.; Rotello, V. M.; Huang, J.; Dravid, V. P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16725-16733
13. Fang, Z.; Liu, Z.; Wang, Y.; Ajayan, P. M.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2012, 12, 3808-3813
14. Long, R.; English, N. J.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14238-14248
15. Yan, X.; Li, Q.; Li, L.-S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16095-16098
16. Murray, I. P.; Lou, S. J.; Cote, L. J.; Loser, S.; Kadleck, C. J.; Xu, T.; Szarko, J. M.; Rolczynski, B. S.; Johns, J. E.; Huang, J.; Yu, L.; Chen, L. X.; Marks, T. J.; Hersam, M. C. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 3006-3012
17. Li, L.; Qin, R.; Li, H.; Yu, L.; Liu, Q.; Luo, G.; Gao, Z.; Lu, J. ACS Nano 2011, 5, 2601-2610
18. Savini, G.; Ferrari, A. C.; Giustino, F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 037002
19. Cudazzo, P.; Attaccalite, C.; Tokatly, I. V.; Rubio, A. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 226804
20. Zhou, J.; Wang, Q.; Sun, Q.; Chen, X. S.; Kawazoe, Y.; Jena, P. Nano Lett. 2009, 9, 3867-3870
21. Singh, A. K.; Yakobson, B. I. Nano Lett. 2009, 9, 1540-1543
22. Li, Y.; Li, F.; Chen, Z. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11269-11275
23. Wang, Y.; Jaiswal, M.; Lin, M.; Saha, S.; Oezyilmaz, B.; Loh, K. P. ACS Nano 2012, 6, 1018-1025
24. Singh, A. K.; Penev, E. S.; Yakobson, B. I. ACS Nano 2010, 4, 3510-3514
25. Samarakoon, D. K.; Wang, X.-Q. ACS Nano 2009, 3, 4017-4022
26. Geim, A. K. Science 2009, 324, 1530
27. Li, Q.; Zhang, S.; Dai, L.; Li, L.-S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18932-18935
28. Liu, L.-M.; Car, R.; Selloni, A.; Dabbs, D. M.; Aksay, I. A.; Yetter, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19011-19016
29. Hossain, M. Z.; Johns, J. E.; Bevan, K. H.; Karmel, H. J.; Liang, Y. T.; Yoshimoto, S.; Mukai, K.; Koitaya, T.; Yoshinobu, J.; Kawai, M.; Lear, A. M.; Kesmodel, L. L.; Tait, S. L.; Hersam, M. C. Nat. Chem. 2012, 4, 305-309
30. Ito, J.; Nakamura, J.; Natori, A. J. Appl. Phys. 2008, 103, 113712
31. Yan, J. A.; Xian, L.; Chou, M. Y. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 086802
32. Lopez-Bezanilla, A.; Triozon, F.; Roche, S. Nano Lett. 2009, 9, 2537
33. Lebègue, S.; Klintenberg, M.; Eriksson, O.; Katsnelson, M. I. Phys. Rev. B 2009, 79, 245117
34. Htoon, H.; O'Connell, M. J.; Cox, P. J.; Doorn, S. K.; Klimov, V. I. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 027401
35. Habenicht, B. F.; Kamisaka, H.; Yamashita, K.; Prezhdo, O. V. Nano Lett. 2007, 7, 3260
36. Habenicht, B. F.; Prezhdo, O. V. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14067
37. Habenicht, B. F.; Prezhdo, O. V. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 197402
38. Craig, C. F.; Duncan, W. R.; Prezhdo, O. V. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 163001
39. Fischer, S. A.; Habenicht, B. F.; Madrid, A. B.; Duncan, W. R.; Prezhdo, O. V. J. Chem. Phys. 2011, 134, 024102
40. Habenicht, B. F.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15648-15651
41. Runge, E.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. Lett. 1984, 52, 997
42. Tully, J. C. J. Chem. Phys. 1990, 93, 1061
43. Parandekar, P. V.; Tully, J. C. J. Chem. Phys. 2005, 122, 094102
44. Jasper, A. W.; Zhu, C. Y.; Nangia, S.; Truhlar, D. G. Faraday Discuss. 2004, 127, 1-22 10.1039/b405601a
45. Prezhdo, O. V.; Rossky, P. J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 5863
46. Prezhdo, O. V.; Kisil, V. V. Phys. Rev. A 1997, 56, 162-175
47. Caro, J.; Salcedo, L. L. Phys. Rev. A 1999, 60, 842-852
48. Bittner, E. R.; Rossky, P. J. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8130-8143
49. Mukamel, S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy; Oxford University Press: New York, 1995.
50. Habenicht, B. F.; Kalugin, O. N.; Prezhdo, O. V. Nano Lett. 2008, 8, 2510
51. Madrid, A. B.; Hyeon-Deuk, K.; Habenicht, B. F.; Prezhdo, O. V. ACS Nano 2009, 3, 2487
52. Stoneham, A. M. J. Phys. D: Appl. Phys. 1972, 5, 670
53. Home, D.; Whitaker, M. A. B. Ann. Phys. 1997, 258, 237-285
54. Prezhdo, O. V. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 4413-4417
55. Prezhdo, O. V.; Duncan, W. R.; Prezhdo, V. V. Prog. Surf. Sci. 2009, 84, 30-68
56. Casida, M. E.; Jamorski, C.; Casida, K. C.; Salahub, D. R. J. Chem. Phys. 1998, 108, 4439-4449
57. Long, R.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19240-19249
58. Fischer, S. A.; Duncan, W. R.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15483-15491
59. Kilina, S. V.; Kilin, D. S.; Prezhdo, O. V. ACS Nano 2009, 3, 93-99
60. Duncan, W. R.; Craig, C. F.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8528-8543
61. Duncan, W. R.; Stier, W. M.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7941-7951
62. Miller, W. H. J. Chem. Phys. 1971, 55, 3146
63. Prezhdo, O. V. J. Chem. Phys. 1999, 111, 8366-8377
64. Jasper, A. W.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2005, 123, 064103
65. Jaeger, H. M.; Fischer, S.; Prezhdo, O. V. J. Chem. Phys. 2012, 137, 22A545
66. Zhu, C. Y.; Nangia, S.; Jasper, A. W.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2004, 121, 7658-7670
67. Bedard-Hearn, M. J.; Larsen, R. E.; Schwartz, B. J. J. Chem. Phys. 2005, 123, 234106
68. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15
69. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
70. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758
71. Janowski, T.; Pulay, P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17520-17525
72. Fokin, A. A.; Gerbig, D.; Schreiner, P. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20036-20039
73. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4061-4067
74. Peelaers, H.; Hernandez-Nieves, A. D.; Leenaerts, O.; Partoens, B.; Peeters, F. M. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 051914
75. Englman, R.; Jortner, J. Mol. Phys. 1970, 18, 145-164
76. Pan, S. L.; Rothberg, L. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6087-6094
77. Donehue, J. E.; Varnavski, O. P.; Cemborski, R.; Iyoda, M.; Goodson, T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4819-4828
78. Huertas-Hernando, D.; Guinea, F.; Brataas, A. Phys. Rev. B 2006, 74, 155426
79. Tretiak, S.; Kilina, S.; Piryatinski, A.; Saxena, A.; Martin, R. L.; Bishop, A. R. Nano Lett. 2007, 7, 86-92