非晶冰的闪熔
化学物理
2023-12-20 v1
摘要
如果水以超过 K/s 的速率冷却，即可被玻璃化。这使得在所谓的“无人区”（即水会迅速结晶的深度过冷温度区间）中超越结晶过程成为可能。人们通常会想当然地认为，以类似速率加热所得的非晶冰即可直接逆转该过程。我们证明事实并非如此。当使用微秒激光脉冲对非晶冰样品进行闪熔时，时间分辨电子衍射表明，尽管加热速率超过 K/s，样品仍会发生瞬时结晶，这表明超越结晶的临界加热速率显著高于玻璃化过程中的临界冷却速率。此外，我们观察到非晶固体水（ASW）和超淬玻璃水（HGW）具有不同的结晶动力学，这表明在激光加热过程中瞬时形成的过冷液体短暂保留了与不同成核率相关的不同非平衡结构。这些实验为阐明水的结晶机制和研究其在“无人区”中的动力学开辟了新途径。它们还为激光熔化和再玻璃化过程增加了重要的机制细节，而该过程是新兴的微秒时间分辨冷冻电子显微镜领域的核心组成部分。
引用
@article{arxiv.2312.11579,
title = {Flash Melting Amorphous Ice},
author = {Nathan J. Mowry and Constantin R. Krüger and Gabriele Bongiovanni and Marcel Drabbels and Ulrich J. Lorenz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.11579},
year = {2023}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2211.04419