结晶材料一般由晶体学取向不一致的众多小晶粒组成，晶粒的择优取向叫织构。通常用样品中(hkl) 取向以及相近取向晶粒的体积分数f(hkl) 度量(hkl)织构。
2018年5月1日，美国斯坦福大学Xiaolin Zheng教授团队在最新影响因子为32.4的国际顶级学术期刊《Energy & Environmental Science》上发表论文[1]，宣称在氟掺杂SnO2 (FTO)多晶体上采用激光飞溅沉积通过微尺度外延成功制备了主要为(001)取向的BiVO4光阳极，使其太阳能水氧化效率比用旋涂制备的随机取向BiVO4光阳极增加了惊人的16倍，赢得赞叹，截至2025年1月23日已被引用354次。例如，南京大学Zhaosheng Li教授团队近期在顶级学术期刊《Nature Materials》报道新成果[2] “在晶格不匹配的透明导电氧化物上通过氧亚晶格Voronoi晶胞匹配堆砌织构薄膜”时就正面引用了上述论文，而且《Nature Materials》同期还刊登了Li教授等撰写的两页研究简报(DOI: 10.1038/s41563-023-01757-0)，这份简报突出强调了他们新成果的核心结论。
[1] 原文章链接https://doi.org/10.1039/c8ee00125a
[2] 另一篇问题文章链接https://doi.org/10.1038/s41563-023-01746-3
然而，青岛大学卢朝靖教授和硕士生王辛昱在审查上述两篇论文时，发现这两项工作均采用了几乎相同的基片¾覆盖玻璃的商用氟掺杂SnO2 ¾用于功能薄膜沉积，编织了类似的叙事，将微尺度外延与织构生长以及最终功能效能联系在一起。不幸的是，这两项研究在评估晶体学织构和论证微尺度外延方面都存在方法错误，导致了误解，严重高估了织构分数。很有必要解决和纠正这些问题及其后果。一篇评论Li教授组文章的Matter Arising手稿已于2024年5月7日提交给《Nature Materials》杂志。
2025年1月21日，《Energy & Environmental Science》杂志用11页篇幅在线发表了卢教授等的另一篇评论文章[3]，质疑Zheng教授组在FTO多晶体上微外延出主要为(001)取向的BiVO4光阳极。评论指出，通过EBSD观察评估晶体学织构分数不准确，然后用X射线衍射θ-2θ扫描和极图验证织构分数存在错误。与原文章的主张相反，卢教授等对原文章所呈现数据的重新分析揭示，BiVO4光阳极可能仅含有约6.2%的(001)取向晶粒，(011/101)取向晶粒占比约2.9%，(024/204)取向晶粒占比约3.9%。其余绝大多数晶粒表现出近乎随机的取向。仅含约6.2%的(001)织构晶粒似乎无法解释BiVO4光阳极在太阳能水氧化中效率增长16倍。来自不同沉积技术的各种其它微结构变化(如孔隙度和晶粒完整性)对太阳能水分解效率的影响不可被忽视。此外，原文章呈现的TEM/ SAED证据未能充分验证微观外延生长。底下FTO层中仅存在稀少的(101)取向晶粒，似乎无法驱动光阳极通过所谓的微尺度外延促进BiVO4的(001)织构生长，也没有实质证据证实这一主张。原文章使用的几乎所有微观结构表征技术，如θ-2θ扫描X射线衍射、X射线极图、EBSD、SAED/TEM，都被错误地滥用了。表征方法错误极大地影响了织构评估和外延论证。评论建议Zheng教授组提供令人信服的新证据，以证实他们宣称的通过微尺度外延生长控制BiVO4光阳极晶体学取向。
[3] 评论文章链接：https://doi.org/10.1039/d4ee02619e
同日《Energy & Environmental Science》刊登了Zheng教授组对评论文章的回应[4]。回应没有展示任何新的数据或证据，也没有给出实质性的重新分析，更未指出卢教授质疑中有何漏洞或破绽。注意，回应声称的所谓新证据图1和2分别是原文章中的图S7和S12，都被评论质疑过。回应中表1列举的40篇文献都采用受质疑的织构评估方法，辩护苍白无效。原作者的回应把质疑焦点之一‘实际实现织构生长’偷换成‘仅仅织构生长的可行性’，回避质疑焦点之二‘滥用X射线极图、EBSD和SAED/TEM技术’。总之，原作者不接受卢教授的质疑结论，回应答非所问，制造混淆，加剧了现有的问题。
[4] 原作者的回应链接https://doi.org/10.1039/d4ee04959d
难道双方争论就公说公有理和婆说婆有理了吗？当然不是，卢教授的评论和原作者的回应孰对孰错，相信读者自有评判。抛开技术细节，无论真相如何，这样的讨论都很有意义。特别是对年轻学生，学习用批判的眼光看问题，不迷信名校、大牛教授、顶刊和大文章，对从事科研工作非常重要。
卢朝靖现任中国物理学会固体缺陷专业委员会顾问委员，长期在铁电薄膜的取向控制生长等领域从事科学研究，主讲授《X射线衍射和电子显微分析》课程。自2019年9月以来，他还在顶级学术期刊《Science》、《Advanced Functional Materials》、《Nature Communications》和《Science Bulletin》上发表评论文章，分别质疑了美国Switzer教授团队的“旋涂外延膜”[5]、德国Heiss教授团队的“喷墨打印外延钙钛矿”[6]、美国国家工程院Archer院士团队的“电沉积高(110)织构金属锂”[7]、以及Archer院士团队在《Science》上报道的“外延电沉积金属电极”[8]。
[5] 文献链接 https://doi.org/10.1126/science.aay3894
[6] 文献链接 https://doi.org/10.1002/adfm.202100694
[7] 文献链接https://doi.org/10.1038/s41467-022-32949-y
[8] 文献链接https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.05.028
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编辑| Andy
