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          原子級成像揭示了二維冰層的生長及其邊緣結(jié)構(gòu)
          
						
          
							發(fā)布時間：2020-09-03     作者：harry   分享到：
							
          
								
          
								
							
          
						
          
						
          
						
          表面水-冰層的形成和生長在生活中是**常見的現(xiàn)象，包括在金屬、絕緣材料甚至是石墨烯表面均能發(fā)現(xiàn)二維冰層的存在。雖然在先前的研究中，人們已經(jīng)對這類表面現(xiàn)象進(jìn)行了成像分析，但是對于冰生長過程中出現(xiàn)的超穎結(jié)構(gòu)或者中間產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的捕捉至今也還未實現(xiàn)，一直阻礙著人們對于此類生長機(jī)制的深入研究。
          【成果簡介】
          北京大學(xué)的江穎、王恩哥、徐莉梅以及美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的曾曉成（共同通訊作者）等人報道展示了利用非接觸原子力顯微學(xué)對在金(111)表面進(jìn)行生長的二維雙層冰的邊緣結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了成像觀察。研究發(fā)現(xiàn)，二維六方晶系的冰在生長過程中，不僅存在Z型邊緣結(jié)構(gòu)（常見于二維六方晶體），還有扶手椅型邊緣結(jié)構(gòu)與其共存。冷凍觀察和進(jìn)一步的模擬實驗還揭示了二維冰的生長機(jī)制，其中Z型邊緣結(jié)構(gòu)參與涉及了從水分子演變到邊緣結(jié)構(gòu)的過程（集體性橋接機(jī)制），而扶手椅結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物則參與了局部的晶種生成和邊緣重構(gòu)過程。這些現(xiàn)象和機(jī)制研究為研究二維材料的生長機(jī)制提供了新穎的觀察角度。2020年01月01日，相關(guān)成果以題為“Atomic imaging of the edge structure and growth of a two-dimensional hexagonal ice”的文章在線發(fā)表在Nature上。
          【圖文導(dǎo)讀】
          圖1 二維冰層的實驗觀測及其STM、AFM圖像
          圖2 二維冰層的AFM表征細(xì)節(jié)及其結(jié)構(gòu)模型
          圖3 Z型和扶手椅型邊緣結(jié)構(gòu)的生長過程
          圖4 Z型和扶手椅型邊緣結(jié)構(gòu)生長的分子動力學(xué)模擬
          文獻(xiàn)鏈接：Atomic imaging of the edge structure and growth of a two-dimensional hexagonal ice（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-019-1853-4）

          
						
          
						
          
							
							
						
          
					
          
				
          
			
          
		
          
	
          

    







          
		
          
			
			
			
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