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赤铁矿 ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}(0001)$ 的俯视与侧视:厘清其表面结构长期存在的争议

材料科学 2023-03-13 v1 化学物理

摘要

赤铁矿 αFe2O3(0001){\alpha}-Fe_{2}O_{3}(0001) 是光催化与电催化研究中被研究最多的氧化铁模型体系。Fe 与 O 丰富的化学性质允许发生多种块体与表面转变,但其控制具有挑战性。这导致了关于最表层结构的争议。本综合研究结合了表面方法(nc-AFM、STM、LEED 与 XPS),并以近表面块体的结构与化学分析(HRTEM 与 EELS)作为补充。结果表明,致密二维层构成了 αFe2O3(0001){\alpha}-Fe_{2}O_{3}(0001) 的最外表面;由于与块体的失配,其在局部发生起伏。对天然杂质影响的评估表明,这些杂质可迫使形成在纯样品上不稳定的表面相。杂质还可导致亚表面中非明确包裹体的形成,并改变赤铁矿的氧化相图。这些结果为确定赤铁矿表面结构(对精确建模催化反应至关重要)提供了重要进展。结合表面与截面成像提供了完整视图,这对于理解氧化条件下氧化物表面近表面区域的演化至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.06023,
  title  = {Hematite ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}(0001)$ in top and side view: resolving long-standing controversies about its surface structure},
  author = {Jesús Redondo and Jan Michalička and Giada Franceschi and Břetislav Šmid and Nishant Kumar and Ondřej Man and Matthias Blatnik and Dominik Wrana and Florian Kraushofer and Benjamin Mallada and Martin Švec and Gareth S. Parkinson and Martin Setvin and Michele Riva and Ulrike Diebold and Jan Čechal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.06023},
  year   = {2023}
}