亚 1 Å 分辨率成像揭示冰 Ih 因基面堆积错位引发的相位对比转变

hexagonal ice (Ih) 沿 [0001] 方向的相位对比透射电子显微镜 (TEM) 有时会显示类似蜂巢图案，常被解释为单晶中单个氧原子列。我们表明，这一图案常常源于固有基面堆积错位。一种带有 $(\frac{2}{3} a_{1} + \frac{1}{3} a_{2})$ 平面偏移的薄域之间可翻译的边界会产生这种蜂巢样对比。以不同方向翻译的堆积域会产生类似 [111] 方向下 cubic ice (Ic) 的图案，但保持 3 折对称性。我们以纪录般的 89 皮米线分辨率成像了这种结构，分辨率细于 O-H 共价键长。这一发现凸显了冰分子构型的鲁棒性，并阐明了六角面、堆积无序和立方体冰相之间的结构关系。这一分辨率里程碑为表征固态水中细微结构扰动开辟了新的途径。