Effects of particle morphology and surface hydrogenation on the phase stability of TiO2

Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics

Volumn 70, Issue 23, 2004, Pages 1-13

  Barnard, A S ^a   Zapol, P ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

TITANIUM DIOXIDE;

ARTICLE; CRYSTAL STRUCTURE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HYDROGENATION; MATHEMATICAL ANALYSIS; NANOPARTICLE; PHASE TRANSITION; PHOTOCHEMISTRY; SURFACE PROPERTY; THERMODYNAMICS;

EID: 13944255729     PISSN: 10980121     EISSN: 1550235X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1103/PhysRevB.70.235403     Document Type: Article

References (64)

1. W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, and Q. Chen, Appl. Phys. B: Lasers Opt. B70, 261 (2000).
2. T. Rajh, L. X. Chen, L. Lucas, T. Liu, M. C. Thurnauer, and D. M. Tiede, J. Phys. Chem. B 106, 10543 (2002).
3. T. Paunesku, T. Rajh, G. Wiederrecht, J. Maser, S. Vogt, N. Stojićević, M. Protić, B. Lai, J. Oryhon, M. Thurnauer, and G. Woloschak, Nat. Mater. 2, 343 (2003).
4. L. C. Chen, T. Rajh, W. Jäger, J. M. Nedeljkovic, and M. C. Thurnauer, J. Synchrotron Radiat. 6, 455 (1999).
5. T. Rajh, J. M. Nedeljkovic, L. C. Chen, O. Poluektov, and M. C. Thurnauer, J. Phys. Chem. B 103, 3515 (1999).
6. K. D. Jang, S.-K. Kim, and S.-J. Kim, J. Nanopart. Res. 3, 141 (2001).
7. H. Bullen and S. Garrett, Nano Lett. 2, 739 (2002).
8. H. Zhang, R. L. Penn, R. J. Hamers, and J. F. Banfield, J. Phys. Chem. B 103, 4656 (1999).
9. J. Muscat, V. Swamy, and N. M. Harrison, Phys. Rev. B 65, 224112 (2002).
10. A. A. Gribb and J. F. Banfield, Am. Mineral. 82, 717 (1997).
11. H. Zhang and J. F. Banfield, J. Mater. Chem. 8, 2073 (1998).
12. M. R. Rande, A. Navrotsky, H. Z. Zhang, J. F. Banfield, S. H. Elder, A. Zaban, P. H. Borse, S. K. Kulkarni, G. S. Doran, and H. J. Whitfield, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 6481 (2002).
13. H. Zhang and J. F. Banfield, J. Phys. Chem. B 104, 3491 (2000).
14. H. Zhang and J. F. Banfield, Am. Mineral. 84, 528 (1999).
15. H. Zhang and J. F. Banfield, J. Mater. Res. 15, 437 (2000).
16. T. B. Ghosh, S. Dhabal, and A. K. Datta, J. Appl. Phys. 94, 4577 (2003).
17. S. Kittaka, K. Matsuno, and S. Takahara, J. Solid State Chem. 132, 447 (1997).
18. H. Zhang, M. Finnegan, and J. F. Banfield, Nano Lett. 1, 81 (2001).
19. M. Sugiyama, H. Okazaki, and S. Koda, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 41, 4666 (2002).
20. T. Sugimoto, X. Zhou, and A. Muramatsu, J. Colloid Interface Sci. 259, 43 (2003).
21. P. I. Gourma and M. J. Mills, J. Am. Ceram. Soc. 84, 619 (2001).
22. Y. Li, T. White and S. H. LimRev. Adv. Mater. Sci. 5, 211 (2003).
23. R. Arroyo, G. Córdoba, J. Padilla, and V. H. Lara, Mater. Lett. 54, 397 (2002).
24. J. Arbiol, J. Cerdà, G. Dezanneau, A. Cirera, F. Peiró, A. Cornet, and J. R. Morante, J. Appl. Phys. 92, 853 (2002).
25. M. S. P. Francisco and V. R. Mastelaro, Chem. Mater. 14, 2514 (2002).
26. T. Sugimoto, K. Okada, and H. Itoh, J. Colloid Interface Sci. 193, 140 (2003).
27. T. Sugimoto, X. Zhou, and A. Muramatsu, J. Colloid Interface Sci. 259, 53 (2003).
28. Y. Gao and S. A. Elder, Mater. Lett. 44, 228 (2000).
29. R. L. Penn and J. F. Banfield, Geochim. Cosmochim. Acta 63, 1549 (1999).
30. S. T. Aruna, S. Tirosh, and A. Zuban, J. Mater. Chem. 10, 2388 (2000).
31. A. S. Barnard and P. Zapol, J. Chem. Phys. 121, 4276 (2004).
32. U. Diebold, Surf. Sci. Rep. 48, 53 (2003).
33. V. E. Henrich and R. L. Kurtz, Phys. Rev. B 23, 6280 (1981).
34. J.-M. Pan, B. L. Maschhoff, U. Diebold, and T. E. Madey, J. Vac. Sci. Technol. A 10, 2470 (1992).
35. H. M. Lu, W. X. Zhang, and Q. Jiang, Adv. Eng. Mater. 5, 787 (2003).
36. J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B 45, 13 244 (1992).
37. G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 47, 558 (1993).
38. G. Kresse and J. Furthmüller, Phys. Rev. B 54, 11 169 (1996).
39. G. Kresse and J. Furthmüller, Comput. Mater. Sci. 6, 15 (1996).
40. D. M. Wood and A. Zunger, J. Phys. A 18, 1343 (1985).
41. D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 41, 7892 (1990).
42. G. Kresse and J. Hafner, J. Phys.: Condens. Matter 6, 8245 (1994).
43. P. E. Blöchl, Phys. Rev. B 50, 17 953 (1994).
44. G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).
45. A. Beltrán, J. R. Sambrano, M. Calatayud, F. R. Sensato, and J. Andrés, Surf. Sci. 490, 116 (2001).
46. M. Lazzeri, A. Vittadini, and A. Selloni, Phys. Rev. B 63, 155409 (2001); 65, 119901 (2002).
47. M. Lazzeri, A. Vittadini, and A. Selloni, Phys. Rev. B 63, 155409 (2001); 65, 119901 (2002).
48. P. M. Oliver, G. W Watson, E. T. Kelsey, and S. C. Parker, J. Mater. Chem. 7, 563 (1997).
49. M. Ramamoorthy, D. Vanderbilt, and R. D. King-Smith, Phys. Rev. B 49, 16721 (1994).
50. V. Swamy, J. Muscat, J. D. Gale, and N. M. Harrison, Surf. Sci. 504, 115 (2002).
51. J. Leconte, A. Markovits, M. K. Skalli, C. Minot, and A. Belmajdoub, Surf. Sci. 497, 194 (2002).
52. G. Charlton, P. B. Howes, C. L. Nicklin, P. Steadman, J. S. G. Taylor, C. A. Muryn, S. P. Harte, J. Mercer, R. McGrath, D. Norman, T. S. Turner, and G. Thornton, Phys. Rev. Lett. 78, 495 (1997).
53. K. Reuter and M. Scheffler, Phys. Rev. B 65, 035406 (2002).
54. P. Vinet, J. H. Rose, J. Ferrante, and J. R. Smith, J. Phys.: Condens. Matter 1, 1941 (1989).
55. T. Arlt, M. Bermejo, M. A. Blanco, L. Gerward, J. Z. Jiang, J. S. Olsen, and J. M. Recio, Phys. Rev. B 61, 14 414 (2000).
56. L. Gerward and J. S. Olsen, J. Appl. Crystallogr. 30, 259 (1997).
57. A. S. Barnard, J. Comp. Theo. Nanosci. (to be published).
58. A. M. Stoneham, J. Phys. C 10, 1175 (1977).
59. -2 mJ/mol. M. W. Chase, C. A. Davies, J. R. Downey, D. J. Frurip, R. A. McDonald, and A. N. Syverud, J. Phys. Chem. Ref. Data 14 (Suppl. 1), 1680 (1985).
60. G. Wulff, Z. Kristallogr. Mineral. 34, 449 (1901).
61. M. Yoshinaka, K. Hirota, and O. Yamaguchi, J. Am. Ceram. Soc. 80, 2749 (1997).
62. K. Okada, N. Yamamoto, Y. Kameshima, and A. Yasumori, J. Am. Ceram. Soc. 84, 1591 (2001).
63. J. Yang, S. Mei, and J. M. F. Ferreira, J. Am. Ceram. Soc. 83, 1361 (2000).
64. A. Zaban, S. T. Aruna, S. Tirosh, B. A. Gregg, and Y. Mastai, J. Phys. Chem. B 104, 4130 (2000).