Nanothermodynamics of metal nanoparticles

Chemical Science

Volumn 5, Issue 7, 2014, Pages 2605-2624

  Li, Zhen Hua ^a   Truhlar, Donald G ^b  

^a FUDAN UNIVERSITY   (China)

^b University of Minnesota   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FUNCTIONAL MATERIALS; MOLECULAR DYNAMICS; SAMPLING; STABILITY;

ALUMINUM NANOPARTICLES; EXHAUSTIVE ENUMERATION; MOLECULAR DYNAMICS ALGORITHMS; MULTIPLE STRUCTURES; NANOPARTICLE PROPERTIES; STATISTICAL SAMPLING; STRUCTURAL STABILITIES; THERMODYNAMIC FUNCTIONS;

METAL NANOPARTICLES;

EID: 84901845487     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4sc00052h     Document Type: Review

References (140)

1. R. P. Feynman Eng. Sci. 1960 23 22 36
2. R. W. Kelsall, I. W. Hamley and M. Geoghegan, Nanoscale Science and Technology, John Wiley, Chichester, England, 2005
3. M. Hegner and H. J. Guntherodt, Nanometer Scale Science and Technology-The Impact of STM and AFM, IOS Press, Amsterdam, 2001
4. Metal Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Applications, ed., D. L. Feldman, and, C. A. Foss Jr, Marcel Dekker, New York, 2002
5. J. A. Alonso, Structure and Properties of Atomic Nanoclusters, Imperial College Press, London, 2005
6. Metal Nanoparticles and Nanoalloys, ed., R. L. Johnston, and, J. P. Wilcoxon, Elsevier, Amsterdam, 2012
7. R. Kubo J. Phys. Soc. Jpn. 1962 17 975 986
8. Z. H. Li D. G. Truhlar J. Am. Chem. Soc. 2008 130 12698 12711
9. T. L. Hill, Thermodynamics of small systems, W. A. Benjamin, New York, 1963
10. T. L. Hill J. Chem. Phys. 1962 36 3182
11. T. L. Hill Nano Lett. 2001 1 111 112
12. T. L. Hill Nano Lett. 2001 1 159 160
13. T. L. Hill Nano Lett. 2001 1 273 275
14. R. S. Berrry, in Clusters of Atoms and Molecules, ed., H. Haberland, Springer-Verlag, Berlin, 1994, pp. 187-204
15. A. Compagner Am. J. Phys. 1989 57 106 117
16. M. Bowker Nat. Mater. 2002 1 205 206
17. R. V. Chamberlin Nature 2000 408 337 339
18. C. Tsallis J. Stat. Phys. 1988 52 479 487
19. C. X. Wang G. W. Yang Mater. Sci. Eng., R 2005 49 157 202
20. Z. H. Li A. W. Jasper D. G. Truhlar J. Am. Chem. Soc. 2007 129 14899 14910
21. Z. H. Li D. Bhatt N. E. Schultz J. I. Siepmann D. G. Truhlar J. Phys. Chem. C 2007 111 16227 16242
22. Z. H. Li D. G. Truhlar J. Phys. Chem. C 2008 112 11109 11121
23. J. C. Tully Annu. Rev. Phys. Chem. 2000 51 153 178
24. W. Kohn Rev. Mod. Phys. 1999 71 1253 1266
25. J. A. Pople Rev. Mod. Phys. 1999 71 1267 1274
26. D. J. Wales Mol. Phys. 2004 102 891 908
27. G. Galli and M. Parrinello, in Computer Simulations in Materials Science, ed., M. Meyer, and, V. Pntikis, Kluwer, Dordrecht, 1991, pp. 283-304
28. J. VandeVondele M. Krack F. Mohamed M. Parrinello T. Chassaing J. Hutter Comput. Phys. Commun. 2006 167 103 128
29. D. G. Truhlar, in The Reaction Path in Chemistry: Current Approaches and Perspectives, ed., D. Heidrich, Kluwer, Dordrecht, 1995, pp. 229-255
30. J. P. Layfield D. Troya J. Chem. Phys. 2010 132 134307
31. A. D. Becke Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1988 38 3098 3100
32. J. P. Perdew Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1986 33 8822 8824
33. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1996 77 3865 3868
34. J. H. Li X. D. Dai S. H. Liang K. P. Tai Y. Kong B. X. Liu Phys. Rep. 2008 455 1 134
35. A. W. Jasper P. Staszewski G. Staszewska N. E. Schultz D. G. Truhlar J. Phys. Chem. B 2004 108 8996 9010
36. A. W. Jasper N. E. Schultz D. G. Truhlar J. Phys. Chem. B 2005 109 3915 3920
37. J. P. Perdew M. Ernzerhof K. Burke J. Chem. Phys. 1996 105 9982 9985
38. M. Ernzerhof G. E. Scuseria J. Chem. Phys. 1999 110 5029 5036
39. C. Adamo V. Barone J. Chem. Phys. 1999 110 6158 6170
40. N. E. Schultz G. Staszewska P. Staszewski D. G. Truhlar J. Phys. Chem. B 2004 108 4850 4861
41. N. E. Schultz D. G. Truhlar J. Chem. Theory Comput. 2005 1 41 53
42. D. J. Wales H. A. Scheraga Science 1999 285 1368 1372
43. B. Hartke Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci. 2011 1 879 887
44. J. Y. Yi D. J. Oh J. Bernholc Phys. Rev. Lett. 1991 67 1594 1597
45. R. O. Jones J. Chem. Phys. 1993 99 1194 1206
46. L. D. Lloyd R. L. Johnston C. Roberts T. V. Mortimer-Jones ChemPhysChem 2002 3 408
47. J. O. Joswig M. Springborg Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003 68 085408
48. E. J. Noya J. P. K. Doye F. Calco Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 73 125407
49. A. Sebetci Z. B. Guvenc Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 2005 13 683 698
50. A. Aguado Comput. Theor. Chem. 2013 12 135 143
51. D. J. Wales J. P. K. Doye J. Phys. Chem. A 1997 101 5111 5116
52. J. Kang S.-H. Wei Y.-H. Kim J. Am. Chem. Soc. 2010 132 18287 18291
53. X. G. Shao X. Wu W. S. Cai J. Phys. Chem. A 2010 114 29 36
54. X. G. Shao X. Wu W. S. Cai J. Phys. Chem. A 2010 114 12813 12818
55. X. Wu C. D. He Chem. Phys. 2012 405 100 106
56. O. Thomas W. Zheng S. Xu K. H. Bowen Jr Phys. Rev. Lett. 2002 89 213403
57. P. H. Acioli J. Jellinek Phys. Rev. Lett. 2002 89 213402
58. T. Diederich T. Döppner T. Fennel J. Tiggesbäumker K. h. Meiwes-Broer Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 2005 72 023203
59. M. Mantina A. C. Chamberlin R. Valero C. J. Cramer D. G. Truhlar J. Phys. Chem. A 2009 113 5806
60. F. Baletto R. Ferrando Rev. Mod. Phys. 2005 77 371 423
61. W. Polak Eur. Phys. J. D 2013 67 74
62. T. P. Martin Phys. Rep. 1996 273 199 241
63. J. D. Honeycutt H. C. Andersen J. Phys. Chem. 1987 91 4950 4963
64. H. Schnockel Chem. Rev. 2010 110 4125 4163
65. M. Brack Rev. Mod. Phys. 1993 65 677 732
66. R. Ahlrichs S. D. Elliott Phys. Chem. Chem. Phys. 1999 1 13 21
67. A. Aguado J. M. Lopez J. Chem. Phys. 2009 130 064704
68. O. Kostko B. Huber M. Moseler B. von Issendorff Phys. Rev. Lett. 2007 98 043401
69. D. E. Bergeron P. J. Roach A. W. Castleman N. Jones S. N. Khanna Science 2005 307 231 235
70. Z.-G. Zhang H.-G. Xu Y. Feng W. Zheng J. Chem. Phys. 2010 132 161103
71. P. Jena J. Phys. Chem. Lett. 2013 4 1432 1442
72. A. K. Starace C. M. Neal B. Cao M. F. Jarrold A. Aguado J. M. López J. Chem. Phys. 2008 129 144702
73. M. Manninen and S. M. Reimann, in Nanoclusters: A Bridge across Disciplines, ed., P. Jena, and, A. Castleman Jr, Elsevier, Amsterdam, 2010, pp. 437-484
74. M. Yang K. Jackson J. Jellinek J. Chem. Phys. 2006 125 144308
75. Y. Dong M. Springborg I. Warnke Theor. Chem. Acc. 2011 130 1001
76. J. Kang Y.-H. Kim ACS Nano 2010 4 1092 1098
77. J. Kang S.-H. Wei Y.-H. Kim J. Am. Chem. Soc. 2010 132 18287 18291
78. M. F. Jarrold B. Cao A. K. Starace C. M. Neal O. H. Judd J. Chem. Phys. 2008 129 014503
79. Y. Zhai A. Laio E. Tosatti X.-G. Gong J. Am. Chem. Soc. 2011 133 2535 2540
80. F. D. Vila J. J. Rehr S. D. Kelly S. R. Bare J. Phys. Chem. C 2013 117 12446 12457
81. O. Tishchenko D. G. Truhlar A. Ceulemans M. T. Nguyen J. Am. Chem. Soc. 2008 130 7000 7010
82. C. L. Cleveland W. D. Luedtke U. Landman Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 60 5065 5077
83. P. Labastie R. L. Whetten Phys. Rev. Lett. 1990 65 1567 1570
84. D. J. Wales R. S. Berry Phys. Rev. Lett. 1994 73 2875 2878
85. F. Calvo P. Labastie J. Phys. Chem. B 1998 102 2051 2059
86. S. J. Zhao S. Q. Wang D. Y. cheng H. Q. Ye J. Phys. Chem. B 2001 105 12857 12860
87. R. S. Berry, in Strength from Weakness: Strcutural Consequences of Weak Interactions in Molecules, Supermolecules, and Crystals, ed., A.Domenicano, and, I. Hargittai, Kluwer, Dordrecht, 2002, pp. 143-168
88. H. Duan F. Ding A. Rosén A. R. Harutyunyan S. Curtarolo K. Bolton Chem. Phys. 2007 333 57 62
89. R. S. Berry B. M. Smirnov Phys. Rep. 2013 527 205 250
90. P. W. Atkins, P. W. Atkins and J. De Paula, Atkins' Physical Chemistry, Oxford University Press, Oxford, New York, 7th edn, 2002
91. F. A. Lindemann Phys. Z. 1910 11 609 615
92. R. S. Berry J. L. Krause Adv. Chem. Phys. 1988 70 35 51
93. Y. Q. Zhou M. Karplus K. D. Ball R. S. Berry J. Chem. Phys. 2002 116 2323 2329
94. P.-H. Tang T.-M. Wu P. J. Hsu S. K. Lai J. Chem. Phys. 2012 137 244304
95. P.-H. Tang T.-M. Wu S. K. Lai J. Phys.: Conf. Ser. 2013 454 012026
96. N. E. Schultz, A. W. Jasper, D. Bhatt, J. I. Siepmann and D. G. Truhlar, Aluminum nanoparticles: Accurate Potential Energy Functions and Physical Properties, in Multiscale Simulation Methods for Nanomaterials, ed., R. B. Ross, and, S. Mohanty, Wiley, Hoboken, 2008, pp. 169-188
97. W. Schmidt R. Kusche B. Von Issendorff H. Haberland Nature 1998 332 238 240
98. R. S. Berry Microscale Thermophys. Eng. 1997 1 1 18
99. G. A. Breaux C. M. Neal B. Cao M. F. Jarrold Phys. Rev. Lett. 2005 94 173401
100. C. M. Neal A. K. Starace M. F. Jarrold K. Joshi S. Krishnamurty D. G. Kanhere J. Phys. Chem. C 2007 111 17788 17794
101. A. K. Starace C. M. Neal B. Cao M. F. Jarrold A. Aguado J. M. López J. Chem. Phys. 2009 131 044307
102. A. Aguado J. M. López J. Phys. Chem. Lett. 2013 4 2397 2403
103. R. S. Berry B. M. Smirnov Entropy 2010 12 1303 1324
104. D. Schebarchov S. C. Hendy J. Chem. Phys. 2005 123 104701
105. R. S. Berry B. M. Smirnov J. Phys. Chem. A 2009 114 14220 14226
106. A. Aguado J. Phys. Chem. C 2011 115 13180 13186
107. F. Calvo E. Pahl P. Schwerdtfeger F. Spiegelman J. Chem. Theory Comput. 2012 8 639 648
108. S. L. Gafner J. J. Gafner I. S. Zamulin L. V. Redel J. Comput. Theor. Nanosci. 2012 9 993 1000
109. Q. Shu Y. Yang Y.-T. Zhai D. Y. Sun H. J. Xiang X. G. Gong Nanoscale 1012 4 6307 6311
110. A. V. Yakubovich G. Sushko S. Schramm A. V. Solov'Yov Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013 88 035438
111. A. Christensen P. Stoltze J. K. Norskov J. Phys.: Condens. Matter 1995 7 1047 1057
112. I. Atanasov M. Hou Surf. Sci. 2009 603 2639 2651
113. Y. J. Li W. H. Qi B. Y. Huang M. P. Wang S. Y. Siong J. Phys. Chem. Solids 2010 71 810 817
114. H. Y. Oderji H. Ding Chem. Phys. 2011 388 23 30
115. R. I. González G. García R. Ramírez M. Kiwi J. A. Valdivia T. S. Rahman Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011 83 155425
116. J. Pohl C. Stahl K. Albe Beilstein J. Nanotechnol. 2012 3 1 11
117. Y. Ouyang P. Wang P. Xiang H. Chen Y. Du Comput. Theor. Chem. 2012 984 68 75
118. S. C. Yeo D. H. Kim K. Shin H. M. Lee Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 2791 2796
119. M. H. Ghatee K. Shekoohi Fluid Phase Equilib. 2013 355 114 122
120. Z. Kaszkur, in Nanoclusters: From Fundamentals to Emergent Applications, ed., F. Calvo, Elsevier, Amsterdam, 2013, pp. 147-174
121. E. L. Nagaev Phys. Status Solidi B 1991 167 381 404
122. K. K. Nanda Pramana 2009 72 617 628
123. Z.-X. Cui M.-Z. Zhao W.-P. Lai Y.-Q. Xue J. Phys. Chem. C 2011 115 22796 22803
124. G. K. Goswami K. K. Nanda Curr. Nanosci. 2012 8 305 311
125. R. Overny, Nanothermodynamics and Nanoparticle Synthesis, University of Washington, Seattle, 2010, pp. 16-18
126. W. Thomson Philos. Mag. 1871 4 448
127. A. Aguado M. F. Jarrold Annu. Rev. Phys. Chem. 2011 62 151 172
128. S. L. Lai J. Y. Guo V. Petrova G. Ramanath L. H. Allen Phys. Rev. Lett. 1996 77 99 102
129. J. Sun S. L. Simon Thermochim. Acta 2007 463 32 40
130. T. Bachels R. Schäfer H. J. Güntherodt Phys. Rev. Lett. 2000 84 4890 4893
131. A. Chamaani E. Marzbanrad V. R. Rahimipour M. S. Yaghmaee A. Aghaei R. D. Kamachali Y. Behnamian J. Nanopart. Res. 2011 13 6059 6067
132. J. M. Vásquez-Pérez P. Calaminici A. M. Köster Comput. Theor. Chem. 2013 1021 229 232
133. C. M. Neal A. K. Starace M. F. Jarrold Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007 76 054113
134. B. Chen J. I. Siepmann J. Phys. Chem. B 2001 105 11275 11282
135. B. Chen J. I. Siepmann M. L. Klein J. Phys. Chem. B 2001 105 9840 9848
136. B. Chen J. I. Siepmann K. J. Oh M. L. Klein J. Chem. Phys. 2001 115 10903 10913
137. P. Srepusharawoot U. Pinsook Phys. Status Solidi B 2005 242 1598 1605
138. V. G. Grigoryan M. Springborg Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011 83 155413
139. Y. Dong M. Springborg I. Warnke Theor. Chem. Acc. 2011 130 1001 1008
140. S. L. Girshick P. Agarwal B. M. smirnov D. G. Truhlar J. Chem. Phys. 2009 131 134305