研究情報
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結晶成長とは、分子やクラスターが母結晶に付着する核生成後の過程である。その多様性、複雑性、および予測の不確実性のため、水溶液中におけるサブナノレベルでの研究は、実験上大きな課題となっている。本研究では、非晶質炭素膜から成る特注のACE液体セル内で電子線感受性ナノ結晶の結晶成長過程を観察するために非晶質炭素封入型透過電子顕微鏡（ACE-TEM）法を用い、電子線照射下での安定した観察を実現した。NaClナノ結晶は、液体セルを密封する前に少量の水を意図的に蒸発させることで、水溶液環境下でうまく封じ込められる。NaClナノ結晶の結晶成長は異なる平面で同時に起こる複数の過程を通じて観察される。NaClナノ結晶の成長はNaClの原子間距離と一致するステップ長で格子縞の段階的な伸長により進行する。さらに、成長は準安定クラスターと一致した回転するクラスター状の構造が方向性を持って付着することを伴う。これらの観察結果は古典的および非古典的な成長経路を結びつけるものである。ここで紹介したin situ ACE-TEM法は、材料科学分野全体の進展に不可欠なナノスケールの結晶化原理をより包括的に理解するための道を開くものである。
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https://doi.org/10.1016/j.micron.2026.104024