We report on the dynamics of two hydrogen isotopomers, D2 and HD, trapped in the molecular cages of a fullerene C60 molecule. We measured the infrared spectra and analyzed them using a spherical potential for a vibrating rotor. The potential, vibration-rotation Hamiltonian, and dipole moment parameters are compared with previously studied H2@C60 parameters [M. Ge, U. Nagel, D. Hüvonen, T. Rõõm, S. Mamone, M. H. Levitt, M. Carravetta, Y. Murata, K. Komatsu, J. Y.-C. Chen, and N. J. Turro, J. Chem. Phys.134, 054507 (2011)

]. The isotropic part of the potential is similar for all three isotopomers. In HD@C60, we observe mixing of the rotational states and an interference effect of the dipole moment terms due to the displacement of the HD rotation center from the fullerene cage center.

1.
K.
Komatsu
,
M.
Murata
, and
Y.
Murata
,
Science
307
,
238
(
2005
).
2.
M.
Murata
,
Y.
Murata
, and
K.
Komatsu
,
J. Am. Chem. Soc.
128
,
8024
(
2006
).
3.
S.
Flügge
,
Practical Quantum Mechanics
(
Springer-Verlag
,
Berlin
,
1971
), Vol. 1.
4.
S.
Mamone
,
M.
Ge
,
D.
Hüvonen
,
U.
Nagel
,
A.
Danquigny
,
F.
Cuda
,
M. C.
Grossel
,
Y.
Murata
,
K.
Komatsu
,
M. H.
Levitt
,
T.
Rõõm
, and
M.
Carravetta
,
J. Chem. Phys.
130
,
081103
(
2009
).
5.
R. J.
Cross
,
J. Phys. Chem. A
105
,
6943
(
2001
).
6.
T.
Yildirim
and
A. B.
Harris
,
Phys. Rev. B
66
,
214301
(
2002
).
7.
M.
Xu
,
F.
Sebastianelli
,
Z.
Bačić
,
R.
Lawler
, and
N. J.
Turro
,
J. Chem. Phys.
128
,
011101
(
2008
).
8.
M.
Xu
,
F.
Sebastianelli
,
Z.
Bačić
,
R.
Lawler
, and
N. J.
Turro
,
J. Chem. Phys.
129
,
064313
(
2008
).
9.
M.
Ge
,
U.
Nagel
,
D.
Hüvonen
,
T.
Rõõm
,
S.
Mamone
,
M. H.
Levitt
,
M.
Carravetta
,
Y.
Murata
,
K.
Komatsu
,
J. Y.-C.
Chen
, and
N. J.
Turro
,
J. Chem. Phys.
134
,
054507
(
2011
).
10.
A. J.
Horsewill
,
S.
Rols
,
M. R.
Johnson
,
Y.
Murata
,
M.
Murata
,
K.
Komatsu
,
M.
Carravetta
,
S.
Mamone
,
M. H.
Levitt
,
J. Y.-C.
Chen
,
J. A.
Johnson
,
X.
Lei
, and
N. J.
Turro
,
Phys. Rev. B
82
,
081410
(
2010
).
11.
M.
Xu
,
F.
Sebastianelli
,
B. R.
Gibbons
,
Z.
Bačić
,
R.
Lawler
, and
N. J.
Turro
,
J. Chem. Phys.
130
,
224306
(
2009
).
12.
S.
Mamone
,
J. Y.-C.
Chen
,
R.
Bhattacharyya
,
M. H.
Levitt
,
R. G.
Lawler
,
A. J.
Horsewill
,
T.
Rõõm
,
Z.
Bačić
, and
N. J.
Turro
,
Coord. Chem. Rev.
255
,
938
(
2011
).
13.
J. M.
Brown
and
A.
Carrington
,
Rotational Spectroscopy of Diatomic Molecules
(
Cambridge University Press
,
Cambridge, England
,
2003
).
14.
N. J.
Turro
,
J. Y. C.
Chen
,
M.
Sartori
,
E.;
Ruzzi
,
A. A.
Marti
,
R. G.
Lawler
,
S.
Jockusch
,
J.
López-Gejo
,
K.
Komatsu
, and
Y.
Murata
,
Acc. Chem. Res.
43
,
335
(
2010
).
15.
N. J.
Turro
,
A. A.
Marti
,
J. Y.-C.
Chen
,
S.
Jockusch
,
R. G.
Lawler
,
M.
Ruzzi
,
E.
Sartori
,
S.-C.
Chuang
,
K.
Komatsu
, and
Y.
Murata
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
10506
(
2008
).
16.
E. H.T.
Olthof
,
A.
van der Avoird
, and
P. E. S.
Wormer
,
J. Chem. Phys.
104
,
832
(
1996
).
17.
S. L.
Altmann
and
P.
Herzig
,
Point-Group Theory Tables
(
Oxford University Press
,
Oxford
,
1994
).
18.
K. P.
Huber
and
G.
Herzberg
,
Constants of Diatomic Molecules. IV. Molecular Spectra and Molecular Structure
(
Reinhold
,
New York
,
1979
).
19.
A. D.
Buckingham
,
Trans. Faraday Soc.
56
,
753
(
1960
).
20.
N. H.
Rich
,
J. W. C.
Johns
, and
A. R. W.
McKellar
,
J Mol. Spectrosc.
95
,
432
(
1982
).
You do not currently have access to this content.