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物理化学：二次元六方晶氷のエッジ構造と成長の原子撮像
Nature 577, 7788 doi: 10.1038/s41586-019-1853-4
表面の水氷層や閉じ込められた低次元氷の形成と成長は、頻繁に起こる事象である。これは、金属、絶縁表面、グラファイト、グラフェンの上の二次元（2D）氷や強く閉じ込められている2D氷についての広範な報告によって例示されている。構造化された水の吸着層や2D氷は画像化されているが、2D氷の成長に伴う準安定エッジ構造や中間体エッジ構造は、壊れやすく寿命が短いため、捉えることが極めて難しい。しかし、そうしたエッジ構造を捉えることによって、その根底にある成長機構を明らかにできる可能性がある。今回我々は、先端にCOを結合させた探針（以前に擾乱を最小限にして界面水を画像化するために用いられた）を用いた非接触原子間力顕微鏡法によって、Au(111)面に成長させた2D二層六方晶氷のエッジ構造の実空間画像化が可能になることを示す。我々は、アームチェア型のエッジが、2D六方晶結晶において観察されることの多いジグザグ型エッジと共存することを見いだすとともに、成長中の試料を凍結させて中間体エッジ構造を特定した。今回の実験では、シミュレーションと組み合わせることによって、既存エッジへの水分子の付加や集団的架橋機構を伴うジグザグ型エッジの成長過程の再構成が可能になっている。これに対して、アームチェア型エッジの成長は、局所的なシーディングとエッジ再構成を伴うため、二層六方晶氷や2D六方晶物質全般の成長に関する従来の見解とは対照的である。
