結(jié)晶材料一般由晶體學(xué)取向不一致的青島眾多小晶粒組成,晶粒的大學(xué)擇優(yōu)取向叫織構(gòu)。通常用樣品中(hkl)?取向以及相近取向晶粒的盧朝料牛體積分?jǐn)?shù)f(hkl)?度量(hkl)織構(gòu)。
2018年5月1日,靖教美國(guó)斯坦福大學(xué)Xiaolin Zheng教授團(tuán)隊(duì)在最新影響因子為32.4的授頂斯坦國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Energy & Environmental Science》上發(fā)表論文[1],宣稱(chēng)在氟摻雜SnO2?(FTO)多晶體上采用激光飛濺沉積通過(guò)微尺度外延成功制備了主要為(001)取向的長(zhǎng)文BiVO4光陽(yáng)極,使其太陽(yáng)能水氧化效率比用旋涂制備的質(zhì)疑隨機(jī)取向BiVO4光陽(yáng)極增加了驚人的16倍,贏得贊嘆,學(xué)成截至2025年1月23日已被引用354次。果材
然而,青島青島大學(xué)盧朝靖教授和碩士生王辛昱近期審查上述論文時(shí),大學(xué)發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)研究在評(píng)估晶體學(xué)織構(gòu)和論證微尺度外延方面都存在方法錯(cuò)誤,盧朝料牛導(dǎo)致了誤解,靖教嚴(yán)重高估了織構(gòu)分?jǐn)?shù)。授頂斯坦很有必要解決和糾正這些問(wèn)題及其后果。長(zhǎng)文
2025年1月21日,《Energy & Environmental Science》雜志用11頁(yè)篇幅在線發(fā)表了盧教授等的評(píng)論文章[2],質(zhì)疑Zheng教授組在FTO多晶體上微外延出主要為(001)取向的BiVO4光陽(yáng)極。評(píng)論指出,通過(guò)EBSD觀察評(píng)估晶體學(xué)織構(gòu)分?jǐn)?shù)不準(zhǔn)確,然后用X射線衍射θ-2θ掃描和極圖驗(yàn)證織構(gòu)分?jǐn)?shù)存在錯(cuò)誤。與原文章的主張相反,盧教授等對(duì)原文章所呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的重新分析揭示,BiVO4光陽(yáng)極可能僅含有約6.2%的(001)取向晶粒,(011/101)取向晶粒占比約2.9%,(024/204)取向晶粒占比約3.9%。其余絕大多數(shù)晶粒表現(xiàn)出近乎隨機(jī)的取向。僅含約6.2%的(001)織構(gòu)晶粒似乎無(wú)法解釋BiVO4光陽(yáng)極在太陽(yáng)能水氧化中效率增長(zhǎng)16倍。來(lái)自不同沉積技術(shù)的各種其它微結(jié)構(gòu)變化(如孔隙度和晶粒完整性)對(duì)太陽(yáng)能水分解效率的影響不可被忽視。此外,原文章呈現(xiàn)的TEM/?SAED證據(jù)未能充分驗(yàn)證微觀外延生長(zhǎng)。底下FTO層中僅存在稀少的(101)取向晶粒,似乎無(wú)法驅(qū)動(dòng)光陽(yáng)極通過(guò)所謂的微尺度外延促進(jìn)BiVO4的(001)織構(gòu)生長(zhǎng),也沒(méi)有實(shí)質(zhì)證據(jù)證實(shí)這一主張。原文章使用的幾乎所有微觀結(jié)構(gòu)表征技術(shù),如θ-2θ掃描X射線衍射、X射線極圖、EBSD、SAED/TEM,都被錯(cuò)誤地濫用了。表征方法錯(cuò)誤極大地影響了織構(gòu)評(píng)估和外延論證。評(píng)論建議Zheng教授組提供令人信服的新證據(jù),以證實(shí)他們宣稱(chēng)的通過(guò)微尺度外延生長(zhǎng)控制BiVO4光陽(yáng)極晶體學(xué)取向。
同日,《Energy & Environmental Science》也刊登了Zheng教授組對(duì)評(píng)論文章的回應(yīng)[3]。回應(yīng)沒(méi)有展示任何新的數(shù)據(jù)或證據(jù),也沒(méi)有給出實(shí)質(zhì)性的重新分析,更未指出盧教授質(zhì)疑中有何漏洞或破綻。注意,回應(yīng)聲稱(chēng)的新證據(jù)圖1和2分別是原文章中的圖S7和S12,都被評(píng)論質(zhì)疑過(guò)。回應(yīng)中表1列舉的40篇文獻(xiàn)都采用受質(zhì)疑的織構(gòu)評(píng)估方法,辯護(hù)蒼白無(wú)效。原作者的回應(yīng)把質(zhì)疑焦點(diǎn)之一‘實(shí)際實(shí)現(xiàn)織構(gòu)生長(zhǎng)’偷換成‘僅僅織構(gòu)生長(zhǎng)的可行性’,還回避了質(zhì)疑焦點(diǎn)之二‘濫用X射線極圖、EBSD和SAED/TEM技術(shù)’。總之,原作者不接受盧教授的質(zhì)疑結(jié)論,回應(yīng)答非所問(wèn),無(wú)理詭辯,制造混淆,加劇了現(xiàn)有的問(wèn)題。
難道雙方爭(zhēng)論就公說(shuō)公有理和婆說(shuō)婆有理了嗎?當(dāng)然不是,盧教授的評(píng)論和原作者的回應(yīng)孰對(duì)孰錯(cuò),相信讀者自有評(píng)判。拋開(kāi)技術(shù)細(xì)節(jié),無(wú)論真相如何,這樣的討論都很有意義。特別是對(duì)年輕學(xué)生,學(xué)習(xí)用批判的眼光看問(wèn)題,不迷信名校、大牛教授、頂刊和大文章,對(duì)從事科研工作非常重要。
盧朝靖現(xiàn)任中國(guó)物理學(xué)會(huì)固體缺陷專(zhuān)業(yè)委員會(huì)顧問(wèn)委員,長(zhǎng)期在鐵電薄膜的取向控制生長(zhǎng)等領(lǐng)域從事科學(xué)研究,主講授《X射線衍射和電子顯微分析》課程。自2019年9月以來(lái),他還在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Science》、《Advanced?Functional?Materials》、《Nature Communications》和《Science Bulletin》上發(fā)表評(píng)論文章,分別質(zhì)疑了美國(guó)Switzer教授團(tuán)隊(duì)的“旋涂外延膜”[4]、德國(guó)Heiss教授團(tuán)隊(duì)的“噴墨打印外延鈣鈦礦”[5]、美國(guó)國(guó)家工程院Archer院士團(tuán)隊(duì)的“電沉積高(110)織構(gòu)金屬鋰”[6]、以及Archer院士團(tuán)隊(duì)在《Science》上報(bào)道的“外延電沉積金屬電極”[7]。
[1] 原文章鏈接https://doi.org/10.1039/c8ee00125a
[2]?評(píng)論文章鏈接:https://doi.org/10.1039/d4ee02619e
[3] 原作者的回應(yīng)鏈接https://doi.org/10.1039/d4ee04959d
[4] 文獻(xiàn)鏈接?https://doi.org/10.1126/science.aay3894
[5]?文獻(xiàn)鏈接?https://doi.org/10.1002/adfm.202100694?
[6]?文獻(xiàn)鏈接https://doi.org/10.1038/s41467-022-32949-y
[7] 文獻(xiàn)鏈接https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.05.028