· 文献标题：Atomic imaging of the edge structure and growth of a two-dimensional hexagonal ice
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1 知识点
o 扫描隧道显微镜（STM）已被广泛用于研究表面处的二维冰，但由于STM对核的位置不敏感且其尖端会引起扰动，因此难以分辨边缘结构。虽然透射电子显微镜（TEM）可以分辨原子晶格边缘，但高分辨率TEM通常需要高能电子，这些电子可以改变或甚至完全分解共价键合的二维材料的边缘结构，并预计会破坏更弱键合的冰边缘。相比之下，基于qPlus传感器的非接触式原子力显微镜（AFM）可以以优异的分辨率探测界面水，使用CO封端的尖端，由于尖端顶点的超高柔性和较弱的高阶静电力，确保水分子仅受到最低程度的干扰。
o 锯齿形和扶手椅形边缘
锯齿形：6666；扶手椅形边缘：5756。
o 值得注意的是，连接在锯齿形边缘的单个五边形不能作为局部成核中心来促进生长。
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2 具体信息
o 研究方法
§ 具有CO端接尖端的非接触原子力显微镜（之前用于以最小扰动对界面水成像），使得能够对生长在Au表面上的2D双层六边形冰的边缘结构进行实空间成像
§ 结合模拟，涉及到水分子添加到现有的边缘和集体桥接机制
§ 基于qPlus传感器的非接触式原子力显微镜（AFM）可以以优异的分辨率探测界面水，使用CO封端的尖端，由于尖端顶点的超高柔性和较弱的高阶静电力，确保水分子仅受到最低程度的干扰。
§ 在120 K下停止冰生长之后，立即将样品冷却至5 K，以尝试冻结亚稳态或中间边缘结构并确保相对长的寿命以允许STM和AFM成像。
§ 1，394个水分子在120K下沉积在Au（111）表面上。
o 技术路线
基于qPlus传感器的非接触式原子力显微镜（AFM），拍摄2D冰在120 K左右生长在Au表面，厚度约为2.5 Å，对应于两个水覆盖层。
o MD过程
§ 我们进行了大规模分子动力学模拟，并使用单原子模型进行水-水相互作用，该模型由短程二体和三体非键合势组成，但不明确包括氢原子。12-6 Lennard-Jones势用于水和Au（111）表面的Au原子之间的相互作用。Lennard-Jones参数确定为εAu−wat = 1.553 kJ mol−1和σAu−wat = 3.2 Å，以匹配Au（111）表面上水滴的实验测量接触角39。伦纳德-琼斯势的截止值为10 Å。速度Verlet算法用于以2fs的时间步长积分运动方程。在模拟箱的所有三个方向上应用周期性边界条件。所有分子动力学模拟均使用大规模原子/分子大规模并行模拟器（LAMMPS）软件包进行。
§ 我们在120 K下进行了水蒸气在Au（111）表面上的沉积模拟。沉积开始于由三个原子层组成的面积为155.72 Å × 159.832 Å的裸Au片上。模拟是在定容恒温（NVT）系综中进行的。通过朗之万恒温器以1 ps的弛豫时间控制温度。在分子动力学模拟过程中，Au片保持刚性，水分子（最初位于金表面上方20-25 Å处）的初始速度在朝向金表面的方向上随机取值5.0 – 10.0 Å ps−1。首先，我们每隔0.3ns向模拟单元引入一个水分子。接下来，进行了更详细的分子动力学模拟，以探索在较大尺寸的双层冰粒形成后，双层冰在锯齿形和扶手椅形边缘的生长行为。对于这些更详细的模拟，在锯齿形边缘或扶手椅边缘处每100 ns向模拟单元引入一个水分子。水分子被放置在一个随机的初始位置，与边缘最近的水分子的距离为3 Å。
o 研究结果
§ 发现在二维六方晶体中通常观察到的锯齿形边缘与扶手椅型边缘共存
§ 各种各样的边缘形成/生长机制
§ 在二维冰和Au基底之间没有发现良好的配准，可能是由于它们之间的弱相互作用。
§ 我们认为，观察到的生长行为是二维冰的普遍现象，因为不同边缘结构的相对稳定性对水间距和与基底的可公度性的依赖性可以忽略不计。
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3 问题
o 从fig4看出来它所有原有的分子都固定了？
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4 论文结构
o 研究（AFM和MD）得到的二维六方冰边缘结构的生长规律和现象。
o method：包括STM/AFM（显微镜）、DFT、MD的设置，原子力显微镜亚分子分辨成像机理，二维冰不同边缘的DFT计算的形成能、深入了解锯齿形和扶手椅边缘的稳定性。
o 附加图片