Carbon-atom wires: 1-D systems with tunable properties

Nanoscale

Volumn 8, Issue 8, 2016, Pages 4414-4435

  Casari, C S ^a   Tommasini, M ^a   Tykwinski, R R ^b   Milani, A ^a  

^a POLITECNICO DI MILANO   (Italy)

^b UNIVERSITY OF ERLANGEN NUREMBERG   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTRONIC PROPERTIES;

APPLIED SCIENCE; CARBON ATOM WIRES; FUTURE PERSPECTIVES; LINEAR CARBON; SP HYBRIDIZATION; STATE OF RESEARCH; TUNABLE PROPERTIES; WIDELY TUNABLE;

ATOMS;

EID: 84959421365     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5nr06175j     Document Type: Review

References (177)

1. A. Hirsch Nat. Mater. 2010 9 868
2. M. Dresselhaus, G. Dresselhaus and P. C. Eklund, Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes, Academic Press, 1995
3. A. H. Castro Neto F. Guinea N. M. R. Peres K. S. Novoselov A. K. Geim Rev. Mod. Phys. 2009 81 109
4. M. I. Knatsnelson, Graphene, Carbon in Two Dimesions, Cambridge Univ. Press, 2013
5. A. C. Ferrari F. Bonaccorso V. Fal'ko et al. Nanoscale 2015 7 4598 4810
6. H.-S. Philip Wong and D. Akinwande, Carbon Nanotube and Graphene Device Physics, Cambridge University Press, 2011
7. F. Banhart Beilstein J. Nanotechnol. 2015 6 559 569
8. A. Milani M. Tommasini V. Russo A. Li Bassi A. Lucotti F. Cataldo C. S. Casari Beilstein J. Nanotechnol. 2015 6 480 491
9. N. D. Lang Ph. Avouris Phys. Rev. Lett. 2000 84 358
10. N. Lang P. Avouris Phys. Rev. Lett. 1998 81 3515 3518
11. S. Tongay R. T. Senger S. Dag S. Ciraci Phys. Rev. Lett. 2004 93 136404
12. S. Tennant Philos. Trans. R. Soc. London, A 1797 87 123 127
13. R. B. Heimann, S. E. Evsyukov and L. Kavan, Carbyne and Carbynoid Structures, Kluwer Academic Publishers, 1999
14. A. El Goresy G. Donnay Science 1968 161 363
15. A. G. Whittaker P. L. Kintner Science 1969 165 589
16. A. G. Whittaker Science 1978 200 763
17. P. P. K. Smith P. R. Buseck Science 1982 216 984
18. A. G. Whittaker Science 1985 229 485
19. P. P. K. Smith P. R. Buseck Science 1985 229 486
20. H. Kroto Rev. Mod. Phys. 1997 69 703
21. R. H. Baughman Science 1009 312 2006
22. F. Cataldo, Polyynes: Synthesis, Properties, and Applications, Taylor & Francis, 2005
23. T. Wakabayashi A. L. Ong D. Strelnikov W. Krätschmer J. Phys. Chem. B 2004 108 3686
24. L. Ravagnan F. Siviero C. S. Casari A. Li Bassi C. Lenardi C. E. Bottani P. Milani Carbon 2005 43 1337 1339
25. L. Ravagnan T. Mazza G. Bongiorno M. Devetta M. Amati P. Milani P. Piseri M. Coreno C. Lenardi F. Evangelista P. Rudolf Chem. Commun. 2011 47 2952
26. A. A. Zaidi A. Hu M. J. Wesolowski X. Fu J. H. Sanderson Y. Zhou W. W. Duley Carbon 2010 48 2517
27. L. Ravagnan F. Siviero C. Lenardi P. Piseri E. Barborini P. Milani C. S. Casari A. Li Bassi C. E. Bottani Phys. Rev. Lett. 2002 89 285506
28. H. Tabata M. Fujii S. Hayashi Carbon 2006 44 522
29. X. Zhao Y. Ando Y. Liu M. Jinno T. Suzuki Phys. Rev. Lett. 2003 90 187401
30. C. Jin H. Lan L. Peng K. Suenaga S. Iijima Phys. Rev. Lett. 2009 102 205501
31. G. Casillas A. Mayoral M. Liu A. Ponce V. I. Artyukhov B. I. Yakobson M. Jose-Yacaman Carbon 2014 66 436 441
32. Y. Wang Y. Huang B. Yang R. Liu Carbon 2006 44 456
33. E. Cazzanelli M. Castriota L. S. Caputi A. Cupolillo C. Giallombardo L. Papagno Phys. Rev. B: Condens. Matter 2007 75 121405R
34. D. Nishide H. Dohi T. Wakabayashi E. Nishibori S. Aoyagi M. Ishida S. Kikuchi R. Kitaura T. Sugai M. Sakata H. Shinohara Chem. Phys. Lett. 2006 428 356
35. D. Nishide T. Wakabayashi T. Sugai R. Kitaura H. Kataura Y. Achiba H. Shinohara J. Phys. Chem. C 2007 111 5178
36. W. A. Chalifoux R. R. Tykwinski Nat. Chem. 2010 2 967 971
37. A. Mendoza Y. Ishihara P. S. Baran Nat. Chem. 2012 4 21 25
38. R. O. Jones G. Seifert Phys. Rev. Lett. 1997 79 443
39. M. Saito Y. Okamoto Phys. Rev. B: Condens. Matter 1999 60 8939
40. T. Torelli L. Mitas Phys. Rev. Lett. 2000 85 1702
41. A. Abdurahman A. Shukla M. Dolg Phys. Rev. B: Condens. Matter 2002 65 115106
42. A. Karpfen J. Phys. C: Solid State Phys. 1979 12 3227
43. M. Springborg J. Phys. C: Solid State Phys. 1986 19 4473
44. A. Rusznyak V. Zolyomi J. Kurti S. Yang M. Kertesz Phys. Rev. B: Condens. Matter 2005 72 155420
45. U. Molder P. Burk I. A. Koppel J. Mol. Struct. 2004 712 81
46. M. Kertesz S. Yang Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 425
47. Y. Liu R. O. Jones X. Zhao Y. Ando Phys. Rev. B: Condens. Matter 2003 68 125413
48. R. Zbinden, Infrared Spectroscopy of High Polymers, Academic Press, 1964
49. P. C. Painter, M. M. Coleman and J. L. Koenig, The Theory of Vibrational Spectroscopy and Its Application to Polymeric Materials, Wiley & Sons, 1982
50. G. Zerbi, in Advances in Infrared and Raman spectroscopy, ed., R. J. H. Clark, and, R. R. Hester, Wiley, 1984, vol. 11, p. 301
51. C. Castiglioni, in Vibrational Spectroscopy of Polymers: Principles and Practices, ed., N. J. Everall, J. M. Chalmers, and, P. R. Griffiths, Wiley, 2007, p. 455
52. M. Del Zoppo, C. Castiglioni, P. Zuliani and G. Zerbi, in Handbook of Conductive Polymers, ed., T. Skotheim, R. L. Elsembaumer, and, J. Reynoilds, Dekker, 2nd edn, 1998, p. 765
53. R. Hoffmann Tetrahedron 1966 22 521 538
54. A. Milani M. Tommasini M. Del Zoppo C. Castiglioni G. Zerbi Phys. Rev. B: Condens. Matter 2006 74 153418
55. A. Milani M. Tommasini G. Zerbi J. Chem. Phys. 2008 128 064501
56. W. A. Chalifoux R. McDonald M. J. Ferguson R. R. Tykwinski Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 7915 7919
57. R. E. Peierls, Quantum Theory of Solids, Oxford University Press, 2001
58. R. Hoffmann Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1987 26 846 878
59. A. Milani M. Tommasini D. Fazzi C. Castiglioni M. Del Zoppo G. Zerbi J. Raman Spectrosc. 2008 39 164
60. N. W. Ashcroft and N. D. Mermin, Solid State Physics, Saunders, 1976
61. F. Innocenti A. Milani C. Castiglioni J. Raman Spectrosc. 2010 41 226
62. M. Tommasini A. Milani D. Fazzi M. Del Zoppo C. Castiglioni G. Zerbi Physica E 2008 40 2570
63. S. Piscanec M. Lazzeri F. Mauri A. C. Ferrari J. Robertson Phys. Rev. Lett. 2004 93 185503
64. M. Lazzeri S. Piscanec F. Mauri A. C. Ferrari J. Robertson Phys. Rev. B: Condens. Matter 2006 73 155426
65. S. Piscanec M. Lazzeri J. Robertson A. C. Ferrari F. Mauri Phys. Rev. B: Condens. Matter 2006 75 035427
66. E. Di Donato M. Tommasini C. Castiglioni G. Zerbi Phys. Rev. B: Condens. Matter 2006 74 184306
67. G. Zerbi, in Vibrational Spectroscopy of Polymers: Principles and Practice, ed., N. J. Everall, J. M. Chalmers, and, P. R. Griffiths, Wiley, 2007, p. 487
68. C. Castiglioni M. Gussoni J. T. Lopez-Navarrete G. Zerbi Solid State Commun. 1988 65 625
69. C. Castiglioni M. Tommasini G. Zerbi Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2004 362 2425
70. E. Ehrenfreund Z. Vardeny O. Brafman B. Horovitz Phys. Rev. B: Condens. Matter 1987 36 1535
71. A. Milani M. Tommasini G. Zerbi J. Raman Spectrosc. 2009 40 1931
72. E. B. Wilson, J. C. Decius and P. C. Cross, Molecular Vibrations: The Theory of Infrared and Raman Vibrational Spectra, Dover, 1980
73. M. Tommasini D. Fazzi A. Milani M. Del Zoppo C. Castiglioni G. Zerbi J. Phys. Chem. A 2007 111 11645
74. C. Mapelli C. Castiglioni G. Zerbi K. Müllen Phys. Rev. B: Condens. Matter 1999 60 12710
75. A. Lucotti M. Tommasini D. Fazzi M. Del Zoppo W. A. Chalifoux M. J. Ferguson G. Zerbi R. R. Tykwinski J. Am. Chem. Soc. 2009 131 4239
76. N. R. Agarwal A. Lucotti D. Fazzi M. Tommasini C. Castiglioni W. A. Chalifoux R. R. Tykwinski J. Raman Spectrosc. 2013 44 1398
77. V. I. Artyukhov M. Liu B. I. Yakobson Nano Lett. 2014 14 8 4224 4229
78. M. Kertesz C. Ho Choi S. Yang Chem. Rev. 2005 105 3448
79. A. Milani A. Lucotti V. Russo M. Tommasini F. Cataldo A. Li Bassi C. S. Casari J. Phys. Chem. C 2011 115 12836
80. S. Yang M. Kertesz V. Zolyomi J. Kurti J. Phys. Chem. A 2007 111 2434
81. S. Yang M. Kertesz J. Phys. Chem. A 2008 112 146
82. J. A. Januszewski D. Wendinger C. D. Methfessel F. Hampel R. R. Tykwinski Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 1817
83. J. A. Januszewski R. R. Tykwinski Chem. Soc. Rev. 2014 43 3184
84. S. Yang M. Kertesz J. Phys. Chem. A 2006 110 9771
85. M. Tommasini D. Fazzi A. Milani M. Del Zoppo C. Castiglioni G. Zerbi Chem. Phys. Lett. 2007 450 86
86. A. Lucotti M. Tommasini M. Del Zoppo C. Castiglioni G. Zerbi F. Cataldo C. S. Casari A. Li Bassi V. Russo M. Bogana C. E. Bottani Chem. Phys. Lett. 2006 417 78
87. H. Tabata M. Fujii S. Hayashi T. Doi T. Wakabayashi Carbon 2006 44 3168
88. L. Ravagnan N. Manini E. Cinquanta G. Onida D. Sangalli C. Motta M. Devetta A. Bordoni P. Piseri P. Milani Phys. Rev. Lett. 2009 102 245502
89. A. Lucotti M. Tommasini D. Fazzi M. Del Zoppo W. A. Chalifoux R. R. Tykwinski G. Zerbi J. Raman Spectrosc. 2012 43 1293
90. C. S. Casari A. Li Bassi L. Ravagnan F. Siviero C. Lenardi P. Piseri G. Bongiorno C. E. Bottani P. Milani Phys. Rev. B: Condens. Matter 2004 69 075422
91. D. A. Long, The Raman Effect: A Unified Treatment of the Theory of Raman Scattering by Molecules, John Wiley & Sons, 2002
92. M. Jevric M. B. Nielsen Asian J. Org. Chem. 2015 4 286
93. S. Szafert J. A. Gladysz Chem. Rev. 2003 103 4175
94. P. Milani and S. Iannotta, Cluster Beam Synthesis of Nanostructured Materials, Springer, 1999
95. G. Compagnini S. Battiato O. Puglisi G. A. Baratta G. Strazzulla Carbon 2005 43 3025
96. T. Wakabayashi H. Nagayama K. Daigoku Y. Kiyooka K. Hashimoto Chem. Phys. Lett. 2007 446 65 70
97. A. Hu et al. J. Chem. Phys. 2007 126 154705
98. L. Ravagnan P. Piseri M. Bruzzi S. Miglio G. Bongiorno A. Baserga C. S. Casari A. Li Bassi C. Lenardi Y. Yamaguchi T. Wakabayashi C. E. Bottani P. Milani Phys. Rev. Lett. 2007 98 216103
99. L. Ravagnan G. Bongiorno D. Bandiera E. Salis P. Piseri P. Milani C. Lenardi M. Coreno M. de Simone K. C. Prince Carbon 2006 44 1518
100. M. Bogana L. Ravagnan C. S. Casari A. Zivelonghi A. Baserga A. Li Bassi C. E. Bottani S. Vinati E. Salis P. Piseri E. Barborini L. Colombo P. Milani New J. Phys. 2005 7 81
101. H. Tabata M. Fujii S. Hayashi Chem. Phys. Lett. 2006 420 166
102. A. Hu M. Rybachuk Q.-B. Lu W. W. Duley Appl. Phys. Lett. 2007 91 131906
103. F. Cataldo Carbon 2003 41 2671
104. F. Cataldo Tetrahedron 2004 60 4265
105. Y. P. Kudryavtsev R. B. Heimann S. E. Evsyukov J. Mater. Sci. 1996 31 5557
106. Y. P. Kudryavtsev S. E. Evsyukov M. B. Guseva V. G. Babaev V. V. Khvostov Russ. Chem. Bull. 1993 42 399
107. P. Siemsen R. C. Livingston F. Diederich Angew. Chem., Int. Ed. 2000 39 2633
108. W. A. Chalifoux R. R. Tykwinski C. R. Chim. 2009 12 341
109. R. R. Tykwinski Chem. Rec. 2015 10.1002/tcr.201500018
110. E. Kano M. Takeguchi J. Fujita A. Hashimoto Carbon 2014 80 382 386
111. C. Jin H. Lan L. Peng K. Suenaga S. Iijima Phys. Rev. Lett. 2009 102 205501
112. A. Lucotti C. S. Casari M. Tommasini A. Li Bassi D. Fazzi V. Russo M. Del Zoppo C. Castiglioni F. Cataldo C. E. Bottani G. Zerbi Chem. Phys. Lett. 2009 478 45
113. C. S. Casari V. Russo A. Li Bassi C. E. Bottani F. Cataldo A. Lucotti M. Tommasini M. Del Zoppo C. Castiglioni G. Zerbi Appl. Phys. Lett. 2007 90 013111
114. S. Okada M. Fujii S. Hayashi Carbon 2011 49 4704
115. F. Cataldo C. S. Casari J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2007 17 641
116. C. S. Casari A. Li Bassi A. Baserga L. Ravagnan P. Piseri C. Lenardi M. Tommasini A. Milani D. Fazzi C. E. Bottani P. Milani Phys. Rev. B: Condens. Matter 2008 77 195444
117. M. M. Yildizhan D. Fazzi A. Milani L. Brambilla M. Del Zoppo W. Chalifoux R. R. Tykwinski G. Zerbi J. Chem. Phys. 2011 134 124512
118. V. Cadierno J. Gimeno Chem. Rev. 2009 109 3512
119. F. Cataldo J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2006 16 15
120. M. Tommasini A. Milani D. Fazzi A. Lucotti C. Castiglioni J. A. Januszewski D. Wendinger R. R. Tykwinski J. Phys. Chem. C 2014 118 26415 26425
121. D. Fazzi F. Scotognella A. Milani D. Brida C. Manzoni E. Cinquanta M. Devetta L. Ravagnan P. Milani F. Cataldo L. Lueer R. Wannemacher J. Cabanillas-Gonzalez M. Negro S. Stagira C. Vozzi Phys. Chem. Chem. Phys. 2013 15 9384
122. A. D. Slepkov F. A. Hegmann Y. Zhao R. R. Tykwinski K. Kamada J. Chem. Phys. 2002 116 3834 3840
123. S. Eisler A. D. Slepkov E. Elliott T. Luu R. McDonald F. A. Hegmann R. R. Tykwinski J. Am. Chem. Soc. 2005 127 2666 2676
124. A. D. Slepkov F. A. Hegmann S. Eisler E. Elliott R. R. Tykwinski J. Chem. Phys. 2004 120 6807 6810
125. C. Castiglioni M. Del Zoppo P. Zuliani G. Zerbi Synth. Met. 1995 74 171 177
126. M. Rumi G. Zerbi K. Müllen G. Müller M. Rehahn J. Chem. Phys. 1997 106 24 34
127. R. R. Tykwinski W. Chalifoux S. Eisler A. Lucotti M. Tommasini D. Fazzi M. Del Zoppo G. Zerbi Pure Appl. Chem. 2010 82 891 904
128. C. Castiglioni M. Del Zoppo G. Zerbi Phys. Rev. B: Condens. Matter 1996 53 13319 13325
129. M. G. Kuzyk Phys. Rev. Lett. 2000 85 1218 1221; erratum: M. G. Kuzyk, Phys. Rev. Lett., 2003, 90, 039902
130. T. Luu E. Elliott A. D. Slepkov S. Eisler R. McDonald F. A. Hegmann R. R. Tykwinski Org. Lett. 2005 7 51 54
131. J. C. May J. H. Lim I. Biaggio N. N. P. Moonen T. Michinobu F. Diederich Opt. Lett. 2005 30 3057 3059
132. E. Fazio S. Patanè L. D'Urso G. Compagnini F. Neri Opt. Commun. 2012 285 2942
133. A. Arendt R. Kolkowski M. Samoc S. Szafert Phys. Chem. Chem. Phys. 2015 17 13680 13688
134. G.-L. Xu C.-Y. Wang Y.-H. Ni T. G. Goodson III T. Ren Organometallics 2005 24 3247 3254
135. E. Fazio L. D'Urso G. Consiglio A. Giuffrida G. Compagnini O. Puglisi S. Patane F. Neri G. Forte J. Phys. Chem. C 2014 118 28812 28819
136. M. Samoc G. T. Dalton J. A. Gladysz Q. Zheng Y. Velkov H. Agren P. Norman M. G. Humphrey Inorg. Chem. 2008 47 9946 9957
137. M. Liu V. I. Artyukhov H. Lee F. Xu B. I. Yakobson ACS Nano 2013 7 11 10075 10082
138. H. E. Troiani M. Miki-Yoshida G. A. Camacho-Bragado M. A. L. Marques A. Rubio J. A. Ascencio M. Jose-Yacaman Nano Lett. 2003 3 751
139. R. Landauer IBM J. Res. Dev. 1957 1 223 231
140. B. Larade J. Taylor H. Mehrez H. Guo Phys. Rev. B: Condens. Matter 2001 64 075420
141. Z. Crljen G. Baranovic Phys. Rev. Lett. 2007 98 116801
142. W. Chen et al. Phys. Rev. B: Condens. Matter 2009 80 085410
143. Z. Zanolli G. Onida J. C. Charlier ACS Nano 2010 4 5174
144. C. Wang A. S. Batsanov M. R. Bryce S. Martín R. J. Nichols S. J. Higgins V. M. García-Suarez C. J. Lambert J. Am. Chem. Soc. 2009 131 15647 15654
145. P. Moreno-García M. Gulcur D. Zsolt Manrique T. Pope W. Hong V. Kaliginedi C. Huang A. S. Batsanov M. R. Bryce C. Lambert T. Wandlowski J. Am. Chem. Soc. 2013 135 12228 12240
146. M. Gulcur P. Moreno-García X. Zhao M. Baghernejad A. S. Batsanov W. Hong M. R. Bryce T. Wandlowski Chem.-Eur. J. 2014 20 4653 4660
147. S. Ballmann W. Hieringer D. Secker Q. Zheng J. A. Gladysz A. Görling H. B. Weber Chem. Phys. Chem. 2010 11 2256 2260
148. T. D. Yuzvinsky et al. Nano Lett. 2006 6 2718
149. B. Standley W. Bao H. Zhang J. Bruck C. Ning Lau M. Bockrath Nano Lett. 2008 8 10 3345 3349
150. O. Cretu et al. Nano Lett. 2013 13 8 3487 3493
151. A. La Torre A. Botello-Mendez W. Baaziz J.-C. Charlier F. Banhart Nat. Commun. 2015 6 6636
152. C. Zhao et al. J. Phys. Chem. C 2011 115 13166
153. E. Hobi et al. Phys. Rev. B: Condens. Matter 2010 81 201406
154. Y. Wang et al. Phys. Rev. B: Condens. Matter 2007 76 165423
155. C. Ataca et al. Phys. Rev. B: Condens. Matter 2011 83 235417
156. R. Rivelino et al. J. Phys. Chem. C 2010 114 16367
157. E. Cinquanta et al. J. Chem. Phys. 2011 135 194501
158. F. Cataldo et al. J. Phys. Chem. 2010 114B 14834
159. Y. Yamaguchi et al. Chem. Phys. Lett. 2004 388 436
160. A. L. Ivanovskii Prog. Solid State Chem. 2013 41 1
161. R. H. Baughman H. Eckhardt M. Kertesz J. Chem. Phys. 1987 87 6687
162. M. M. Haley Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997 36 835
163. D. Malko C. Neiss F. Viñes A. Görling Phys. Rev. Lett. 2012 108 086804
164. D. Malko C. Neiss A. Görling Phys. Rev. B: Condens. Matter 2012 86 045443
165. V. N. Popov P. Lambin Phys. Rev. B: Condens. Matter 2013 88 075427
166. H. Bai Y. Zhu W. Qiao Y. Huang RSC Adv. 2011 1 768 775
167. V. R. Coluci S. F. Braga S. B. Legoas D. S. Galvão R. H. Baughman Phys. Rev. B: Condens. Matter 2003 68 035430
168. V. R. Coluci et al. Nanotechnology 2004 15 S142
169. G. Li Y. Li H. Liu Y. Guo Y. Li D. Zhu Chem. Commun. 2010 46 3256 3258
170. F. Diederich M. Kivala Adv. Mater. 2010 22 803 812
171. P. Rivera-Fuentes F. Diederich Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 2818 2828
172. M. M. Haley Pure Appl. Chem. 2008 80 519 532
173. M. M. Haley S. C. Brand J. J. Pak Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997 36 835
174. J. M. Kehoe J. H. Kiley J. J. English C. A. Johnson R. C. Petersen M. M. Haley Org. Lett. 2000 2 969
175. M. Gholami et al. Chem. Commun. 2009 3038 3040
176. Z. Li M. Smeu A. Rives V. Maraval R. Chauvin M. A. Ratner E. Borguet Nat. Commun. 2015 6 6321
177. P. B. Sorokin H. Lee L. Yu. Antipina A. K. Singh B. I. Yakobson Nano Lett. 2011 11 7 2660 2665