Letter 材料：反応性ファセットの割合が大きいアナターゼ型TiO2単結晶 2008年5月29日 Nature 453, 7195 doi: 10.1038/nature06964 非常に反応性の高い表面をもつ無機単結晶は、科学技術分野で重要なために、長年にわたって研究されてきた。しかし、反応性の高い表面は通常、表面エネルギー最小化の結果として結晶成長過程で急速に消失する。その典型的な例が、エネルギーや環境関係での応用に有望な二酸化チタン（TiO2）で、入手しやすいアナターゼ型TiO2結晶のほとんどで支配的なのは熱力学的に安定な{101}ファセットであり（ウルフの作図によると94パーセント以上）、それよりずっと反応性の高い{001}ファセットではない。今回我々は、フッ素終端した表面ではこの相対的安定性が逆転し、{101}よりも{001}がエネルギー的に有利になることを示す。我々は、第一原理量子化学計算によって、一連の非金属吸着原子についてこの効果を系統的に調べた。理論予測に基づき、形態制御剤としてフッ化水素酸を用いて、{001}ファセットの割合が高い（47パーセント）均一なアナターゼ型TiO2単結晶を合成した。また、アナターゼ型単結晶のフッ素化表面は熱処理で容易に清浄化でき、結晶の構造および形態を変化させずにフッ素を含まない表面が得られる。 Full Text PDF 目次へ戻る
