Charge Trapping an Stufenkanten von Anatas-TiO2(101)

Authors

  • Dr. Martin Setvin,

    1. Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10/134, 1040 Wien (Österreich)
    2. Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Cukrovarnicka 10, 16200 (Tschechische Republik)
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  • Dr. Xianfeng Hao,

    1. Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10/134, 1040 Wien (Österreich)
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  • Benjamin Daniel, Ing. Jiri Pavelec,

    1. Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10/134, 1040 Wien (Österreich)
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  • Dr. Zbynek Novotny,

    1. Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10/134, 1040 Wien (Österreich)
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  • Dr. Gareth S. Parkinson,

    1. Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10/134, 1040 Wien (Österreich)
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  • Prof. Michael Schmid,

    1. Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10/134, 1040 Wien (Österreich)
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  • Prof. Georg Kresse,

    1. Fakultät für Physik und Center for Computational Materials Science, Universität Wien, Sensengasse 8/12, A-1090 Wien (Österreich)
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  • Dr. Cesare Franchini,

    1. Fakultät für Physik und Center for Computational Materials Science, Universität Wien, Sensengasse 8/12, A-1090 Wien (Österreich)
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  • Prof. Ulrike Diebold

    Corresponding author
    1. Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10/134, 1040 Wien (Österreich)
    • Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10/134, 1040 Wien (Österreich)===

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  • Diese Arbeit wurde vom Österreichischen Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF; Project F45) und dem ERC Advanced Grant “OxideSurfaces” gefördert. Dem HZB wird für die Zuteilung von Strahlzeit am Synchrotron gedankt.

Abstract

Mithilfe einer Kombination aus Photoemissionsspektroskopie, Rasterkraft- und Rastertunnelmikroskopie/-spektroskopie wird gezeigt, dass sich überschüssige Elektronen auf einer Anatas-TiO2(101)-Oberfläche an Stufenkanten ansammeln. Stufenkanten fungieren daher als bevorzugte Adsorptionsplätze für O2. Auch wenn in Dichtefunktionalrechnungen bereits bei sauberen Stufenkanten eine Lokalisierung der Elektronen festgestellt wird, wird dieser Effekt durch Sauerstofffehlstellen und Hydroxylierung noch weiter verstärkt. Die vorliegenden Befunde illustrieren die Bedeutung von Defekten bei den vielfältigen Anwendungen von Titandioxid.

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