JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Здесь мы представляем протокол для изучения структуры и динамики межфазного воды в атомной масштабе, с точки зрения submolecular резолюции изображений, молекулярные манипуляции и одного Бонд колебательной спектроскопии.

Аннотация

Вода/твердых интерфейсы являются вездесущими и играть ключевую роль во многих экологических, биофизических и технологических процессах. Основополагающие вопросы воды науки, которая остается большой проблемой из-за света массы и малый размер водорода урегулирования внутренней структуры и зондирующего водорода Бонд (H-Бонд) динамики молекул воды, адсорбированные на твердых поверхностях. Сканирование, туннелирование микроскопии (СТМ) является перспективным инструментом для нападения на эти проблемы, благодаря своей возможности суб Ангстрем пространственным разрешением, сингл Бонд вибрационной чувствительности и атомной/молекулярные манипуляции. Разработанная экспериментальная система состоит из кончик Cl завершенной и образец сфабрикованы дозирования воды молекул в situ на АС (111)-поддерживает NaCl(001) поверхностей. Изоляционные пленки NaCl электронным отделить воду из металлических поверхностей, поэтому сохраняются внутренние границы орбитали молекулы воды. Cl кончик облегчает манипуляции молекул одного воды, а также стробирования орбитали воды близости уровень Ферми (E,F) через наконечник воды сцепления. В этом документе изложены подробные методы томографии submolecular резолюции, молекулярные/атомной манипуляции и сингл Бонд колебательной спектроскопии межфазного воды. Эти исследования открывают новый маршрут для изучения систем H-стружечные атомного масштаба.

Введение

Взаимодействие воды с поверхности твердых материалов участвуют в различных процессах поверхности реакции, например несродное катализирование, photoconversion, электрохимии, коррозии и смазки и др. 1 , 2 , 3 в целом, расследовать межфазного воды, спектральные и дифракции методы широко используются, например, инфракрасных и Рамановская спектроскопия, сумма частота поколение (SFG), рентгеновская дифрактометрия (XRD), ядерный магнитный резонанс (ЯМР), нейтронного рассеяния4,5,6,,78. Однако эти методы страдает от ограничения пространственного разрешения, спектральные расширения и усреднения эффекты.

STM является перспективным технику, чтобы преодолеть эти ограничения, который сочетает в себе суб Ангстрем пространственным разрешением, атомной манипуляции и одного Бонд вибрационной чувствительности9,10,11,12 , 13 , 14. с начала этого века, STM широко применяются для изучения структуры и динамики воды на твердых поверхностях3,,1516,17, 18,19,20. Кроме того, колебательной спектроскопии, основанный на STM могут быть получены из второй производная дифференциальных туннелирования проводимости (d2я / dV2), также известный как неупругого электрона, туннелирование спектроскопии (к экзамену IELTS). Однако по-прежнему сложной урегулирования внутренней структуры, т.е. H-Бонд направленность и приобретения надежные колебательной спектроскопии воды. Главная трудность заключается в том, что вода является тесное оболочки молекулы, чьи границы орбитали находятся далеко от EF, таким образом электроны от кончика STM вряд ли может проложить туннель в молекулярных резонанс Штаты воды, приводит к плохой отношение сигнал шум Молекулярное воображение и колебательной спектроскопии.

Вода, адсорбированные на пленках Au поддерживает NaCl(001) обеспечивает идеальную систему для атомного масштаба расследования STM с Cl завершенной наконечником(рисунок 1), который проводится на 5 K в среде сверхвысокого вакуума (СВВ) с давлением в базовый лучше, чем 8 × 10-11 мбар. С одной стороны изоляционные пленки NaCl отделить молекул воды в электронном виде от субстрата Au так родной границы орбитали воды сохраняются и длительное время жизни электронов, проживающих в молекулярной резонансные состояния. С другой стороны кончик STM может эффективно настраивать граница орбитального воды к EF через наконечник воды, муфты, особенно когда кончик функционализированных с атомом Cl. Эти ключевые шаги позволяют орбитальных изображений с высоким разрешением и колебательной спектроскопии водных мономеров и кластеров. Кроме того можно манипулировать молекул воды хорошо контролируемым образом, из-за сильного электростатического взаимодействия между отрицательно заряженных Cl наконечник и воды.

В настоящем докладе процедуры подготовки образца и Cl завершенной подсказка для расследования STM подробно изложены в разделе 1 и 2, соответственно. В разделе 3 мы описываем орбитального изображений техника, в которой разрешены O-H направление воды мономера и Тетрамер. Подсказка расширение к экзамену IELTS вводится в разделе 4, который позволяет обнаруживать колебательные режимы молекул воды в сингл Бонд предел, и определение H-шелушащиеся с высокой точностью от красного смещения в кислород водорода растяжения Частота воды. В разделе 5 мы покажем, как Тетрамер воды могут быть построены и коммутируются контролируемых кончик манипуляции. Основываясь на орбитальной изображений, спектроскопии и методы манипуляции, изотопный замену экспериментов могут выполняться зонда квантовый характер протонов в межфазного воды, например квантового туннелирования и нулевые точка движения.

протокол

Примечание: Эксперименты выполняются на молекулы воды, адсорбированные на пленке АС поддерживает NaCl(001)(рис. 1) на 5 K с сверхвысокого вакуума (СВВ) криогенных STM с электронным контроллером Nanonis.

1. изготовление экспериментальных образцов

  1. Очистить Au(111) монокристаллов
    1. Насос газопровода с давлением ~ 10-7 мбар и затем промойте газопровода с Ar газа. Положите через цикл насоса/сбросить три раза.
      Примечание: Каждый насос/флеш цикл занимает около 30 минут.
    2. Заполните газопровода с Ar газ под давлением 2 бар, таким образом запрещающие атмосферу проникать через газопровод.
    3. Поставьте Au(111) кристалл на сцене нагреватель, который монтируется на манипулятор в зале свв (база давление 1,4 × 10-10 мбар).
    4. Очистить монокристаллов Au(111), циклы Ar+ ионного напыления 15 мин (p(Ar) = 5 × 10−5 мбар, 1,0 кв, 6 МКА) и последующего отжига на около 900 K для 5 мин.
      Примечание: Отжига температура должна быть уменьшена медленно, в противном случае высокой плотности кромок шаг будет образуют на поверхности Au. 3 - обычно используются 5 распыления/отжига циклов.
    5. Перевести STM плоскопараллельный Au(111) образца и проверьте чистоту с STM (вставка 1 рисунокb).
  2. Осаждения NaCl на подложке Au(111)
    1. Дега источнике NaCl. Медленно увеличения тока применяется на cell Кнудсен до температуры источника достигает 670 K. Дега NaCl источник несколько раз до тех пор, пока давление камеры не ниже 4 × 10-9 мбар.
      Примечание: Рост тока зависит уровень outgassing NaCl источника для поддержания давления камеры ниже 1 × 10-8 мбар.
    2. Поставьте Au(111) образца на манипулятор и отрегулировать положение образца Au сделать сталкиваются затвора Кнудсен ячейки выборки.
      Примечание: Температура субстрата Au(111) может быть сокращен ниже комнатной температуры (77-300 K) путем охлаждать вниз головой манипулятор с непрерывный поток жидкого азота
    3. Увеличение тока применяется на cell Кнудсен, до тех пор, пока температура источника достигает 640 K и пусть испарение поток стабилизации в течение 5 минут перед открытием затвора.
    4. Откройте затвор и хранение NaCl на образце Au(111), состоявшейся в 290 K за 2 мин.
    5. Передать образец Au поддерживаемые NaCl STM, сканирующий столик. Проверьте покрытие и размер бислой NaCl(001) островов на подложке Au(111) с STM (рис. 1б).
  3. Очищайте воду под вакуумом21 циклов замораживания насос оттаивания для удаления оставшихся примесей.
    1. Подготовка трех адаптеры изолированный стекла свв. Место воды H2O, D2O и D2O:HOD:H2O изотопный смесь решения (2 мл) в три адаптеры отдельно и смонтировать адаптеры на газовой линии (рис. 2).
      Примечание: D2O:HOD:H2O изотопный смеси можно получить путем смешивания сверхчистого H2O и D2O с равными суммами под ультразвуковых колебаний за 10 мин.
    2. Заморозить жидкой воды с жидким азотом. Убедитесь, что линии газ закачивается с давлением ~ 10-7 мбар до замораживания.
    3. Откройте и диафрагма герметичный клапан насос от атмосферы за 15 мин. Затем закройте клапан диафрагмы закрытые и размораживать решение.
      Примечание: Газовые пузыри развиваться от решения когда он оттаивания.
      ОСТОРОЖНОСТЬЮ: Пусть замороженные растворителя оттепель сама по себе. Размораживание решение с водяной бане может вызвать стеклянный сосуд сломать. Чтобы заморозить и разморозить решение быстро, замените адаптеры стекла свв метал свв адаптеры, хотя решение в металлический сосуд невидимым.
    4. Повторите шаги 1.3.2-1.3.3 до тех пор, пока не пузырьки газа развиваться из решения, как решение таяет. Положите через цикл морозостойкость насос по крайней мере три раза.
    5. Закройте клапан сильфонный и оставить газопровода в вакууме. Затем открыть диафрагму герметичный клапан и пусть водяного пара заполнить в газовой линии.
  4. Доза воды молекул в situ на поверхности образца
    1. Снижение температуры образца до 5 K. открыть клапан утечки медленно для того чтобы сделать давление STM свв палаты увеличить до 2 × 10-10 мбар.
      Примечание: Молекулы воды впадают в зале свв через дозирующие трубку, которая указывает на затвор щита. Расстояние между затвора и образца (в щит) составляет около 6 см. Базовый давление STM камеры лучше, чем 7 × 10-11 мбар. Скорость осаждения идет о 0,01 бислой мин-1.
    2. Откройте затвор. Доза молекул воды на поверхность АС поддерживает NaCl на 1 мин. Затем закройте затвор и клапан утечки.
    3. Проверьте покрытие молекул воды на поверхности АС поддерживает NaCl(001) с STM. Отдельные формы мономеров воды на поверхности образца (рис. 1c).

2. Подготовка кончик Cl завершенной

  1. Изготовить кончик электрохимически травлению Вольфрам (W).
    1. Место 0,3 мм W провод в 3 моль/Л NaOH травления раствор с погружения длиной около 2 мм.
    2. Применить 5 V dc потенциал к проводу W отношении Платиновое кольцо электрод вставляется в растворе NaOH.
    3. Остановите процесс травления, когда приостановлено провода W упал. Прочистите наконечник травлению W с дистиллированной воды и этанола. Затем перенесите кончик W в сканер.
      Примечание: Кончик электрохимически травлению W может использоваться на один год до обмена.
  2. Применить импульсов напряжения (2-10 V) и контролируемых сбоев процедур (0,25-0,4 Нм) на кончик STM до атомной Cl атомов поверхности NaCl разрешаются.
    Примечание: Наконечник STM ткнул на чистом регионе Au(111) поверхности.
  3. Поместите кончик STM в центре атома одного Cl (рис. 3). Принесите голые STM наконечник близко к поверхности NaCl в близости с установить точки V = 5 МВ и я = 5 n (рис.b).
  4. Убрать кончик оригинальный набор точке (рис. 3c) и сканирования того же района. Проверьте получение Cl подсказка по улучшенным разрешением и отсутствующие атома Cl в образе STM NaCl (Рисунок 3d-e).
    Примечание: Неудачных случаев может иногда происходят, например, когда атом Cl не перевести STM или нескольких атомов Cl/Na адсорбируются на кончике. Если это произойдет, повторите шаги 2.2-2.5.

3. Орбитальная изображения воды мономера

  1. Форму кончика STM с импульса напряжения (2-10 V) и контролируемых сбоев (0,25-0,4 Нм) процедур.
  2. Сканировать молекул воды, адсорбироваться на поверхности NaCl(001) с 10 Нм на 10 Нм кадр в 5 K.
  3. Сосредоточиться на один мономер отдельных воды и увеличить масштаб. Сканировать мономера воды на систематической основе как функции смещения (-400-400 МВ) и туннелирование текущей (50-300 Па).
    Примечание: С голыми наконечником STM, высокие оккупированных (HOMO) и низкие незанятых (ЛЮМО) молекулярные орбитали воды появляются на положительные и отрицательные смещения, соответственно22. После того, как кончик Cl завершенной, только HOMO возникает (Рисунок 4) и функцию ЛЮМО не наблюдается во всем диапазоне доступных смещения (от -400 мВ до 400 МВ). Даже при больших напряжения смещения молекулы воды будет нестабильным вследствие колебательных возбуждения.

4. single молекула колебательной спектроскопии

  1. Настройка блокировки в цифровой и модуль смещения спектроскопии (Nanonis электронной контроллер)
    1. Настройка смещения спектроскопии модуля: Выберите текущий, LIX1 (dI/dV спектры сигналов) и LIX2 (d2я / dV2 спектры сигнала) каналы. Установите параметр время как 50 мс, и время интеграции как 300 г-жа увеличить время интеграции и развертки раз для получения гладкой спектров. Настройка смещения Z принять смещения спектроскопии в различных кончик высот. Убедитесь, что Z-контроллер набор трюмов и замок ins запускается во время измерения
      Примечание: Настройка времени определяется как: время ожидания после изменения смещения на следующий уровень, и до того, как начинают приобретать данные чтобы избежать переходного эффекта индуцированных смещения изменения. Время интегрирования определяется как: время, в течение которого данные приобретаются и в среднем.
    2. Настройка блокировки в модуле
      Примечание: Сканирование туннелирование спектроскопии, ди/dV и d2я / dV2 спектры, приобретаются одновременно с помощью блокировки в усилитель, демодуляции первый и второй гармоники Туннельный ток, соответственно.
      1. Модулировать предвзятости и демодулирует ток. Установите частоту модуляции как несколько сотен Гц и модуляции амплитуды как 5-7 м. Убедитесь, что существует без механических и электронных шума на заданное значение частоты и соответствующий второй гармонических частоте.
      2. Установить первый этап гармоник: Переключитесь в модуль Z-контроллер. Установите наконечник Лифт до 10 Нм и выключить обратной связи. Переключитесь в модуль в замок и включите кнопку блокировки (зеленый). Щелкните первый гармонических авто фазы и записывать этапа. Повторите этап авто по крайней мере пять раз и взять среднее. Затем вычтите 90 градусов от этапа усредненной получить на этапе перехода.
      3. Установить второй гармоники фазы: Расположите наконечник STM на подложке Au(111) и начинают смещения спектроскопии развертки от -1,5 V 1.5 V. Выберите канал LIX 1 и функционировать dY/dX, которые вместе Показать производные dI/dV спектра. Найти функцию известных пика в спектре и задайте соответствующий энергии как предвзятость. Включите блокировку в и сохранить систему STM в туннелирования. Нажмите этапа второй гармоники авто по крайней мере пять раз и взять среднее.
        Примечание: Поскольку обычно второй гармонических сигналов очень слабы, этапа может колебаться дико. Когда уменьшается высота оголовка увеличить интенсивность сигнала, колебания этапа будет намного меньше (несколько градусов) и этапа второй гармоники будет более точным.
  2. Подсказка расширение к экзамену IELTS мономера2O D
    1. Сканировать воды мономера с Cl отзыв на точку установки, V = 100 МВ и я = 50 ПА.
    2. Позиционировать кончик Cl на поверхности NaCl и принять смещения спектроскопия как фонового сигнала. Затем поместите кончик Cl на мономера воды и смещения спектроскопии развертки.
    3. Если dI/dV и d2я / dV2 спектров воды безликая, просто следуйте фоновая поверхность NaCl (синий кривых на рисунке 4c-d). Уменьшение высоты кончик на тюнинг Z, смещение до тех пор, пока функции колебательных возникают в спектрах (красные кривые Рисунок 4c-d).
      Примечание: для измерения к экзамену IELTS, время долгосрочной интеграции (~ 1s) и нескольких зачисток необходимы. Для воды2O D мономера, диапазон смещения от -360 мВ до 360 МВ. Для H2O/ЧAС воды мономеров, развертки смещения от-475 мВ до 475 МВ. Сравнение с D2O и H2O HOD, мономеры воды более легко нарушается и даже прокатилась прочь во время измерения к экзамену IELTS.
  3. H-прочность
    1. Повторите шаги 4.2.2-4.2.3 и настраивать диапазон смещения развертки сосредоточиться на растянуть режим воды мономеров. К экзамену IELTS воды D2O, H2O и HOD представляются и обсуждаются в 23.
    2. Получение энергии H-склеивание путем преобразования из redshift H-стружечные OH растяжения частоты (по отношению к свободной энергии растяжения OH) с использованием этой эмпирическая формула:
      ΔH = 1.3 × √Δv (1)
      Примечание: ΔH является H-склеивание энергии в кДж/моль; Δv является redshift OH, протягивая режим, в см-1. Преобразовать единицы H-шелушащиеся МЭВ по: 1kJ/моль = 10,4 МЭВ/атом. Чтобы применить уравнение 1 к ОД, протягивая режим, количество Δv должно быть умножено на коэффициент: v(OH) / v(OD) = 1.3612, где v(OH) и v(OD) являются OH и ОД растяжения частоты свободной молекулы HOD, соответственно.

5. молекулярные манипуляции

  1. Строительство Тетрамер воды (Рисунок 5)
    1. Проверка области, содержащей четыре воды мономеров. Расположите Cl наконечник поверх мономера на точку установки, V = 100 МВ, и я = 50 ПА. Уменьшение высоты точки набор V = 10 МВ, и я = 150 Па усилить взаимодействие наконечник воды.
    2. Переместите Cl подсказка по предварительно траекториям. Затем убрать кончик к начальной точке набор (V = 100 МВ, я = 50 ПА) и повторное сканирование той же области, чтобы проверить, что образуется вода димер.
    3. Повторите шаги 5.1.1-5.1.2 сформировать тример воды и Тетрамер.
      Примечание: Выше процесс манипуляции могут быть реализованы контроллер Nanonis (проверки управления следовать мне модуль). Настройка сканирования, управления-за меня модуль:
      Уклон: 10 МВ
      Скорость: 500 м/с
      Z-ctrl Setpoint: 150 Па
      Вкл/выкл Z-Ctrl: зеленый
      Время ожидания: 1s
      Текущий прирост: LN 10 ^ 9
      Путь: Нажмите кнопку записи и составить разработан траектории на изображении, а затем нажмите кнопку Остановить.
      Нажмите кнопку выполнить и STM подсказка будет двигаться вдоль готовые траектории с заданной температуры в последующей меня модуль. Если не двигаться вода мономера, уменьшение высоты кончик (меньше предвзятости и больший ток) во время манипуляции.
  2. Хиральности переключение Тетрамер воды (Рисунок 6)
    1. Сканировать Тетрамер воды с Cl наконечником. Измените точку набор на mV V = 5, I = 5 Па и Расположите наконечник немного от центра Тетрамер воды.
    2. В модуле Z-контроллер, определите расстояние до поднять кончик, когда Z-контроллер выключен (например, подсказка поднять: -230 м). Отключение обратной связи Z-контроллер. Принесите кончик недалеко от воды Тетрамер (~ 230 м).
    3. Запись текущей трассировке, который показывает два различных уровня, означающее что Тетрамер претерпела реверсивные взаимное преобразование между двумя H-склеивание хиральности.
    4. Покинуть текущий на высоком уровне и переключаться на Z-контроллер обратной связи. Отказаться от кончика к исходной точке набор (V = 5 МВ, я = 5 Па). Затем проверить Тетрамер воды с точкой набор V = 10 МВ, и я = 100 Па проверить хиральная состояние Тетрамер воды.
    5. Повторите шаги 5.2.1-5.2.4 по крайней мере 10 раз для подтверждения соответствующего хиральная состояние воды Тетрамер на высоком уровне текущего.
    6. Повторите шаги 5.2.1-5.2.4 по крайней мере 10 раз, но оставить текущий на низком уровне для проверки соответствующего хиральная состояние воды Тетрамер.
    7. Запись туннелирования трассировки для 20 минут, который содержит несколько сотен переключения события
    8. Построить распределение времени Тетрамер провел в низкий и высокий уровень текущей трассировке, соответственно.
    9. Установите распределение экспоненциального распада (рис. 7). Затем получите установлены время постоянно. Обратная постоянная времени приносить уровень переключения.

Результаты

Рисунок 1 показана схема экспериментальной установки STM. Во-первых Au(111) субстрат очищается путем распыления и отжига циклов в зале свв. Чистый образец Au(111) показывает 22 × √3 реконструированный поверхности, где атомы поверхностного слоя занима?...

Обсуждение

Для исследования внутренней структуры, динамики и колебательной спектроскопии молекул воды, адсорбированные на твердых поверхностях, уделяя особое внимание степеней свободы водорода, некоторые экспериментальные шаги имеют решающее значение, которое будет рассматриваются в нижесле?...

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Эта работа финансируется национальной ключ R & D программы под Грант № 2016YFA0300901 2016YFA0300903 и 2017YFA0205003, Национальный фонд естественных наук Китая Грант № 11634001, 11290162/A040106. Y.J. признает поддержку национальным фондом науки для выдающихся молодых ученых и Ченг Конг молодой ученый программы. J. G. признает поддержку от национальных докторской программы инновационных талантов.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Au(111) single crystalMaTeckNA
NaClSigma Aldrich450006
Water, deuterium-depleted Sigma Aldrich195294
Deuterium oxide Sigma Aldrich364312
Sealed-off glass-UHV adaptersMDC vacuum products46300
Diaphragm-sealed valveanyNA
Bellows-sealed valveanyNA
Leak valveKurt J. Lesker NA
Scanning tunneling microscopyCreaTecNA
Electronic controller.Nanonis NA
Tungsten wireanydiameter:0.3 mm; purity: 99.95%

Ссылки

  1. Thiel, P. A., Madey, T. E. The interaction of water with solid surfaces: Fundamental aspects. Surf. Sci. Rep. 7 (6-8), 211-385 (1987).
  2. Henderson, M. A. The interaction of water with solid surfaces: fundamental aspects revisited. Surf. Sci. Rep. 46 (1-8), 1-308 (2002).
  3. Hodgson, A., Haq, S. Water adsorption and the wetting of metal surfaces. Surf. Sci. Rep. 64 (9), 381-451 (2009).
  4. Brougham, D. F., Caciuffo, R., Horsewill, A. J. Coordinated proton tunnelling in a cyclic network of four hydrogen bonds in the solid state. Nature. 397 (6716), 241-243 (1999).
  5. Andreani, C., Colognesi, D., Mayers, J., Reiter, G. F., Senesi, R. Measurement of momentum distribution of light atoms and molecules in condensed matter systems using inelastic neutron scattering. Adv. Phys. 54 (5), 377-469 (2005).
  6. Shen, Y. R., Ostroverkhov, V. Sum-frequency vibrational spectroscopy on water interfaces: Polar orientation of water molecules at interfaces. Chem. Rev. 106 (4), 1140-1154 (2006).
  7. Soper, A. K., Benmore, C. J. Quantum differences between heavy and light water. Phys. Rev. Lett. 101 (6), 065502 (2008).
  8. Kimmel, G. A., et al. Polarization- and azimuth-resolved infrared spectroscopy of water on TiO2(110): Anisotropy and the hydrogen-bonding network. J. Phys. Chem. Lett. 3 (6), 778-784 (2012).
  9. Eigler, D. M., Schweizer, E. K. Positioning single atoms with as a scanning tunneling microscope. Nature. 344 (6266), 524-526 (1990).
  10. Stroscio, J. A., Eigler, D. M. Atomic and molecular manipulation with the scanning tunneling microscope. Science. 254 (5036), 1319-1326 (1991).
  11. Stipe, B. C., Rezaei, M. A., Ho, W. Single-molecule vibrational spectroscopy and microscopy. Science. 280 (5370), 1732-1735 (1998).
  12. Ho, W. Single-molecule chemistry. J. Chem. Phys. 117 (24), 11033-11061 (2002).
  13. Repp, J., Meyer, G., Stojkovic, S. M., Gourdon, A., Joachim, C. Molecules on insulating films: Scanning-tunneling microscopy imaging of individual molecular orbitals. Phys. Rev. Lett. 94 (2), 026803 (2005).
  14. Weiss, C., Wagner, C., Temirov, R., Tautz, F. S. Direct imaging of intermolecular bonds in scanning tunneling microscopy. J. Am. Chem. Soc. 132 (34), 11864-11865 (2010).
  15. Verdaguer, A., Sacha, G. M., Bluhm, H., Salmeron, M. Molecular structure of water at interfaces: Wetting at the nanometer scale. Chem. Rev. 106 (4), 1478-1510 (2006).
  16. Michaelides, A., Morgenstern, K. Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces. Nat. Mater. 6 (8), 597-601 (2007).
  17. Feibelman, P. J. The first wetting layer on a solid. Phys. Today. 63 (2), 34-39 (2010).
  18. Carrasco, J., Hodgson, A., Michaelides, A. A molecular perspective of water at metal interfaces. Nat. Mater. 11 (8), 667-674 (2012).
  19. Kumagai, T. Direct observation and control of hydrogen-bond dynamics using low-temperature scanning tunneling microscopy. Prog. Surf. Sci. 90 (3), 239-291 (2015).
  20. Maier, S., Salmeron, M. How does water wet a surface. Acc. Chem. Res. 48 (10), 2783-2790 (2015).
  21. JoVE Science Education Database. . Essentials of Organic Chemistry. Degassing Liquids with Freeze-Pump-Thaw Cycling. JoVE. , (2017).
  22. Guo, J., et al. Real-space imaging of interfacial water with submolecular resolution. Nat. Mater. 13 (2), 184-189 (2014).
  23. Guo, J., et al. Nuclear quantum effects of hydrogen bonds probed by tip-enhanced inelastic electron tunneling. Science. 352 (6283), 321-325 (2016).
  24. Meng, X., et al. Direct visualization of concerted proton tunnelling in a water nanocluster. Nat. Phys. 11 (3), 235-239 (2015).
  25. Thuermer, K., Nie, S. Formation of hexagonal and cubic ice during low-temperature growth. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110 (29), 11757-11762 (2013).
  26. Shiotari, A., Sugimoto, Y. Ultrahigh-resolution imaging of water networks by atomic force microscopy. Nat. Commun. 8, (2017).
  27. Terada, Y., Yoshida, S., Takeuchi, O., Shigekawa, H. Real-space imaging of transient carrier dynamics by nanoscale pump-probe microscopy. Nat. Photonics. 4 (12), 869-874 (2010).
  28. Yoshida, S., et al. Probing ultrafast spin dynamics with optical pump-probe scanning tunnelling microscopy. Nat. Nanotechnol. 9 (8), 588-593 (2014).
  29. Mamin, H. J., et al. Nanoscale nuclear magnetic resonance with a nitrogen-vacancy spin sensor. Science. 339 (6119), 557-560 (2013).
  30. Staudacher, T., et al. Nuclear magnetic resonance spectroscopy on a (5-nanometer)3 sample volume. Science. 339 (6119), 561-563 (2013).
  31. Aslam, N., et al. Nanoscale nuclear magnetic resonance with chemical resolution. Science. 357 (6346), 67-71 (2017).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

135NaClClO H

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены