Probing the Dipolar Coupling in a Heterospin Endohedral Fullerene-Phthalocyanine Dyad

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 4, 2016, Pages 1313-1319

  Zhou, Shen ^a   Yamamoto, Masanori ^b   Briggs, G Andrew D ^a   Imahori, Hiroshi ^b,c   Porfyrakis, Kyriakos ^a  

^a UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

^b KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^c KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

MAGNETIC RESONANCE; NITROGEN COMPOUNDS; PARAMAGNETIC RESONANCE; PARAMAGNETISM; QUANTUM OPTICS;

ANTIFERROMAGNETICS; BUILDING BLOCKES; COUPLING STRENGTHS; DIPOLAR COUPLINGS; ENDOHEDRAL FULLERENE; QUANTUM-INFORMATION PROCESSING; SOLUTION CONCENTRATION; SPACER GROUPS;

FULLERENES;

ALDEHYDE; COPPER; ENDOHEDRAL FULLERENE; FULLERENE DERIVATIVE; PHTHALOCYANINE; PYRROLIDINE DERIVATIVE; QUANTUM DOT; TOLUENE; UNCLASSIFIED DRUG; INDOLE DERIVATIVE; ORGANOMETALLIC COMPOUND; RUTHENIUM;

ANALYTIC METHOD; ARTICLE; DIPOLAR COUPLING; ELECTRON SPIN RESONANCE; HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY; INFORMATION PROCESSING; MASS SPECTROMETRY; PHOTON CORRELATION SPECTROSCOPY; QUANTITATIVE ANALYSIS; QUANTUM MECHANICS; SPIN DIPOLAR COUPLING; SYNTHESIS; ULTRAVIOLET SPECTROPHOTOMETRY; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; POLYMERIZATION; STEREOISOMERISM;

COPPER; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; FULLERENES; INDOLES; MOLECULAR STRUCTURE; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; POLYMERIZATION; RUTHENIUM; STEREOISOMERISM;

EID: 84957064112     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b11641     Document Type: Article

References (55)

1. Yamada, M.; Kurihara, H.; Suzuki, M.; Saito, M.; Slanina, Z.; Uhlik, F.; Aizawa, T.; Kato, T.; Olmstead, M. M.; Balch, A. L.; Maeda, Y.; Nagase, S.; Lu, X.; Akasaka, T. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 232 10.1021/ja509956y
2. Yamada, M.; Kurihara, H.; Suzuki, M.; Guo, J. D.; Waelchli, M.; Olmstead, M. M.; Balch, A. L.; Nagase, S.; Maeda, Y.; Hasegawa, T.; Lu, X.; Akasaka, T. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7611 10.1021/ja5035649
3. Popov, A. A.; Pykhova, A. D.; Ioffe, I. N.; Li, F.-F.; Echegoyen, L. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13436 10.1021/ja507607k
4. Morinaka, Y.; Sato, S.; Wakamiya, A.; Nikawa, H.; Mizorogi, N.; Tanabe, F.; Murata, M.; Komatsu, K.; Furukawa, K.; Kato, T.; Nagase, S.; Akasaka, T.; Murata, Y. Nat. Commun. 2013, 4, 1554 10.1038/ncomms2574
5. Popov, A. A.; Yang, S.; Dunsch, L. Chem. Rev. 2013, 113, 5989 10.1021/cr300297r
6. Lu, X.; Feng, L.; Akasaka, T.; Nagase, S. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7723 10.1039/c2cs35214a
7. Wang, T.; Wu, J.; Xu, W.; Xiang, J.; Lu, X.; Li, B.; Jiang, L.; Shu, C.; Wang, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1786 10.1002/anie.200906325
8. Morton, J. J. L.; Tyryshkin, A. M.; Ardavan, A.; Porfyrakis, K.; Lyon, S. A.; Briggs, G. A. D. J. Chem. Phys. 2006, 124, 014508 10.1063/1.2147262
9. Brown, R. M.; Ito, Y.; Warner, J. H.; Ardavan, A.; Shinohara, H.; Briggs, G. A. D.; Morton, J. J. L. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010, 82, 033410 10.1103/PhysRevB.82.033410
10. Harneit, W. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 2002, 65, 032322 10.1103/PhysRevA.65.032322
11. Benjamin, S. C.; Ardavan, A.; Briggs, G. A. D.; Britz, D. A.; Gunlycke, D.; Jefferson, J.; Jones, M. A. G.; Leigh, D. F.; Lovett, B. W.; Khlobystov, A. N.; Lyon, S. A.; Morton, J. J. L.; Porfyrakis, K.; Sambrook, M. R.; Tyryshkin, A. M. J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, S867 10.1088/0953-8984/18/21/S12
12. Wesenberg, J.; Ardavan, A.; Briggs, G.; Morton, J.; Schoelkopf, R.; Schuster, D.; Mølmer, K. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 070502 10.1103/PhysRevLett.103.070502
13. Yang, W. L.; Xu, Z. Y.; Wei, H.; Feng, M.; Suter, D. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 2010, 81, 032303 10.1103/PhysRevA.81.032303
14. Plant, S. R.; Jevric, M.; Morton, J. J. L.; Ardavan, A.; Khlobystov, A. N.; Briggs, G. A. D.; Porfyrakis, K. Chem. Sci. 2013, 4, 2971 10.1039/c3sc50395j
15. Feng, M.; Twamley, J. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 2004, 70, 032318 10.1103/PhysRevA.70.032318
16. Morton, J. J. L.; Tyryshkin, A. M.; Ardavan, A.; Porfyrakis, K.; Lyon, S. a.; Briggs, G. A. D. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 200501 10.1103/PhysRevLett.95.200501
17. Ju, C.; Suter, D.; Du, J. Phys. Lett. A 2011, 375, 1441 10.1016/j.physleta.2011.02.031
18. Morton, J. J. L.; Tyryshkin, A. M.; Ardavan, A.; Benjamin, S. C.; Porfyrakis, K.; Lyon, S. A.; Briggs, G. A. D. Nat. Phys. 2006, 2, 40 10.1038/nphys192
19. Filidou, V.; Simmons, S.; Karlen, S. D.; Giustino, F.; Anderson, H. L.; Morton, J. J. L. Nat. Phys. 2012, 8, 596 10.1038/nphys2353
20. Ju, C.; Suter, D.; Du, J. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 2007, 75, 012318 10.1103/PhysRevA.75.012318
21. Liu, G.; Khlobystov, A. N.; Charalambidis, G.; Coutsolelos, A. G.; Briggs, G. A. D.; Porfyrakis, K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1938 10.1021/ja209763u
22. Wu, B.; Wang, T.; Feng, Y.; Zhang, Z.; Jiang, L.; Wang, C. Nat. Commun. 2015, 6, 6468 10.1038/ncomms7468
23. Farrington, B. J.; Jevric, M.; Rance, G. A.; Ardavan, A.; Khlobystov, A. N.; Briggs, G. A. D.; Porfyrakis, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 3587 10.1002/anie.201107490
24. Warner, M.; Din, S.; Tupitsyn, I. S.; Morley, G. W.; Stoneham, a M.; Gardener, J. a; Wu, Z.; Fisher, A. J.; Heutz, S.; Kay, C. W. M.; Aeppli, G. Nature 2013, 503, 504 10.1038/nature12597
25. Wang, H.; Mauthoor, S.; Din, S.; Gardener, J. a.; Chang, R.; Warner, M.; Aeppli, G.; McComb, D. W.; Ryan, M. P.; Wu, W.; Fisher, A. J.; Stoneham, M.; Heutz, S. ACS Nano 2010, 4, 3921 10.1021/nn100782w
26. Hayashi, H.; Nihashi, W.; Umeyama, T.; Matano, Y.; Seki, S.; Shimizu, Y.; Imahori, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10736 10.1021/ja203822q
27. Maggini, M.; Scorrano, G.; Prato, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9798 10.1021/ja00074a056
28. Prato, M.; Maggini, M. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 519 10.1021/ar970210p
29. Waiblinger, M.; Lips, K.; Harneit, W.; Weidinger, A.; Dietel, E.; Hirsch, A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2001, 64, 159901 10.1103/PhysRevB.64.159901
30. Liu, G.; Khlobystov, A. N.; Ardavan, A.; Briggs, G. A. D.; Porfyrakis, K. Chem. Phys. Lett. 2011, 508, 187 10.1016/j.cplett.2011.04.039
31. Zhou, S.; Rašović, I.; Briggs, G. A. D.; Porfyrakis, K. Chem. Commun. 2015, 51, 7096 10.1039/C5CC01459J
32. Imahori, H.; Ozawa, S.; Ushida, K.; Takahashi, M.; Azuma, T.; Ajavakom, A.; Akiyama, T.; Hasegawa, M.; Taniguchi, S.; Okada, T.; Sakata, Y. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1999, 72, 485 10.1246/bcsj.72.485
33. Bensasson, R. V.; Bienvenüe, E.; Fabre, C.; Janot, J. M.; Land, E. J.; Leach, S.; Leboulaire, V.; Rassat, A.; Roux, S.; Seta, P. Chem.-Eur. J. 1998, 4, 270 10.1002/(SICI)1521-3765(19980210)4:2<270::AID-CHEM270>3.0.CO;2-5
34. Shultz, D. A.; Mussari, C. P.; Ramanathan, K. K.; Kampf, J. W. Inorg. Chem. 2006, 45, 5752 10.1021/ic060209z
35. Shultz, D. A.; Fico, R. M.; Bodnar, S. H.; Kumar, R. K.; Vostrikova, K. E.; Kampf, J. W.; Boyle, P. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11761 10.1021/ja0367849
36. Ayabe, K.; Sato, K.; Nishida, S.; Ise, T.; Nakazawa, S.; Sugisaki, K.; Morita, Y.; Toyota, K.; Shiomi, D.; Kitagawa, M.; Takui, T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 9137 10.1039/c2cp40778g
37. Knapp, C.; Dinse, K. P.; Pietzak, B.; Waiblinger, M.; Weidinger, A. Chem. Phys. Lett. 1997, 272, 433 10.1016/S0009-2614(97)00577-0
38. Zhang, J.; Morton, J. J. L.; Sambrook, M. R.; Porfyrakis, K.; Ardavan, A.; Briggs, G. A. D. Chem. Phys. Lett. 2006, 432, 523 10.1016/j.cplett.2006.10.116
39. Morton, J. J. L.; Tyryshkin, A. M.; Ardavan, A.; Porfyrakis, K.; Lyon, S. a.; Briggs, G. A. D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007, 76, 085418 10.1103/PhysRevB.76.085418
40. Goedde, B.; Waiblinger, M.; Jakes, P.; Weiden, N.; Dinse, K. P.; Weidinger, A. Chem. Phys. Lett. 2001, 334, 12 10.1016/S0009-2614(00)01406-8
41. Franco, L.; Ceola, S.; Corvaja, C.; Bolzonella, S.; Harneit, W.; Maggini, M. Chem. Phys. Lett. 2006, 422, 100 10.1016/j.cplett.2006.02.046
42. Banham, J. E.; Baker, C. M.; Ceola, S.; Day, I. J.; Grant, G. H.; Groenen, E. J. J.; Rodgers, C. T.; Jeschke, G.; Timmel, C. R. J. Magn. Reson. 2008, 191, 202 10.1016/j.jmr.2007.11.023
43. Saunders, M.; Jiménez-Vázquez, H. A.; Cross, R. J.; Mroczkowski, S.; Freedberg, D. I.; Anet, F. A. L. Nature 1994, 367, 256 10.1038/367256a0
44. Lips, K.; Waiblinger, M.; Pietzak, B.; Weidinger, A. Phys. Status Solidi A 2000, 177, 81 10.1002/(SICI)1521-396X(200001)177:1<81::AID-PSSA81>3.0.CO;2-N
45. Monahan, A. R.; Brado, J. A.; DeLuca, A. F. J. Phys. Chem. 1972, 76, 446 10.1021/j100647a027
46. Monahan, A. R.; Brado, J. A.; DeLuca, A. F. J. Phys. Chem. 1972, 76, 1994 10.1021/j100658a014
47. Serri, M.; Wu, W.; Fleet, L. R.; Harrison, N. M.; Hirjibehedin, C. F.; Kay, C. W. M.; Fisher, A. J.; Aeppli, G.; Heutz, S. Nat. Commun. 2014, 5, 3079 10.1038/ncomms4079
48. Heutz, S.; Mitra, C.; Wu, W.; Fisher, A. J.; Kerridge, A.; Stoneham, M.; Harker, T. H.; Gardener, J.; Tseng, H. H.; Jones, T. S.; Renner, C.; Aeppli, G. Adv. Mater. 2007, 19, 3618 10.1002/adma.200701458
49. Camp, P. J.; Jones, A. C.; Neely, R. K.; Speirs, N. M. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 10725 10.1021/jp026551o
50. Almeida Murphy, T.; Pawlik, T.; Weidinger, A.; Höhne, M.; Alcala, R.; Spaeth, J. M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 1075 10.1103/PhysRevLett.77.1075
51. Kanai, M.; Porfyrakis, K.; Briggs, G. A. D.; Dennis, T. J. S. Chem. Commun. 2004, 40, 210 10.1039/b310979h
52. Jakes, P.; Dinse, K. P.; Meyer, C.; Harneit, W.; Weidinger, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 4080 10.1039/b308284a
53. Plant, S. R.; Porfyrakis, K. Analyst 2014, 139, 4519 10.1039/C4AN00734D
54. Stoll, S.; Schweiger, A. J. Magn. Reson. 2006, 178, 42 10.1016/j.jmr.2005.08.013
55. 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.; Pople, J. A. Gaussian 03; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.