高輝度反射高速陽電子回折によるTiO(110)表面の構造解析

Atomic configuration of TiO(110) surface studied by high-brightness reflection high-energy positron diffraction

望月 出海*; 有賀 寛子*; 深谷 有喜   ; 和田 健*; 兵頭 俊夫*; 朝倉 清高*; 前川 雅樹; 河裾 厚男

Mochizuki, Izumi*; Ariga, Hiroko*; Fukaya, Yuki; Wada, Ken*; Hyodo, Toshio*; Asakura, Kiyotaka*; Maekawa, Masaki; Kawasuso, Atsuo

ルチル型TiO(110)表面は、原子スケールで均一平坦な表面が容易に得られるため、金属酸化物の触媒反応過程を調べるためのモデルケースとして最もよく研究されている。また、触媒活性をもつナノ粒子の担体としても用いられ、触媒反応の分子・原子レベル解明が進められる。一方、TiO(110)表面構造は超高真空下でアニールすると(12)周期構造に転移する。STM, LEED, 表面X線回折, DFT計算から多数の構造モデルが提案されており、未だ決着していない。そこで本研究は、最表面構造解析に特化した反射高速陽電子回折(RHEPD)法を用いて、RHEPDロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づいた構造解析からTiO(110)表面の原子配置の決定を試みた。これまで提案されているさまざまな構造モデルを用いて、ロッキング曲線を計算したところ、TiOモデルのみが実験結果を非常によく再現できることがわかった。今後、デバイ温度などのパラメータを最適化する必要があるものの、RHEPDロッキング曲線の解析から、Onishiらが提唱したTiOモデルによってTiO(110)-(12)表面の原子配置を説明できることがわかった。

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