Substrate-dependence of the ice premelting at heterogeneous interfaces : an X-ray scattering study

Abstract

The buried interface between ice and various substrates has been investigated by high-energy x-ray reflectometry at the high-energy beamline of the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF). At temperatures close to the melting point interface melting of ice was observed. The correlation length and onset temperature of the premolten quasiliquid layer vary with the morphology of the substrate. The density of the quasi-liquid layer is 25% higher than the density of bulk water. We find that the extent of the interface melting of ice is related to the x-ray radiation dose.

An der Hochenergie Messstation der Europäischen Synchrotron Strahlungsquelle (ESRF) wurde die vergrabene Grenzfläche zwischen Eis und verschiedenen Substraten mit hochenergetischer Röntgenreflektometrie untersucht. Das Grenzflächenschmelzen von Eis konnte bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt beobachtet werden. Die Korrelationslänge und die Einsetztemperatur der quasiflüssigen Schicht hängt von der Morphologie des Substrats ab. Ihre Dichte ist 25% höher als die Dichte von Volumenwasser. Wir beobachten, dass der Grad des Grenzflächenschmelzens von der Röntgenstrahlungsdosis abhängt.