自纳米人问世至今短短几年，学术圈逐渐流行起玩自媒体。很多微信公众号总是给研究人员推送各种顶级学术期刊上的发表的成果，很多学生也通过这种渠道获取知识和资源。

很多自媒体的报道却没有站在中立的角度去阅读与评价文献，一味的点赞。即便是像纳米人这样的学术平台，也难免有不仔细阅读、不深刻阅读的嫌疑。而科学本应该要以科学的态度对待之，批判性思维是科学发展的重要前提。

为了逐步改良这种风气，纳米人现在推出一个新专栏：原道。本专栏的宗旨在于引导读者更加深入的解读自己感兴趣的每一项研究工作。毕竟，重复别人的文献本来就是一件很痛苦的事情，自己再不上点心，怪谁呢？

今天，是原道专栏第一期，请大家批评指正！也欢迎更多的有志之士加入我们的队伍！

原道专栏：第1期

近期，笔者阅读了Nature communications 期刊中的一篇文章，请允许我对它进行深度解析。首先笔者不否定论文作者取得的成果，以下内容仅代表作者观点。毕竟本文作者说过，带着否定的观点去阅读论文。看本文也是如此，你知道我哪里含糊其辞了么？哪里不确定，查了以后还是不确定，然后厚着脸皮写上了。

全文下载地址（免费）：

http://www.nature.com/articles/ncomms7797

各位知道LED么，知道LED的话对GaN不陌生吧，陌生的话…..

陌生的话，就去查阅教科书或者百度。

首先，我们来看看文章中的实验，主要分为分两大部分：

实验1. 在GaN（吸收 波长＜380nm 的光）的纳米棒阵列母体中，加入3层数十纳米厚度的InGaN层（吸收 波长＞420nm 的光），通过某种方法（这种方法会在下文中提到）控制InGaN中Mg的量而做出一系列的材料。对于改变了Mg doped的材料，通过光电析出的方法loading了具有core-shell结构的Rh-Cr₂O₃助触媒，随后在可见光的照射下（波长＞420nm）进行了分解水活性的测试。

实验2. 依然是在GaN的纳米棒阵列中生长Mg-doped-InGaN（这次做了5层），并且同时对GaN的母体进行了Mg dope，所以该实验为Mg-doped-GaN + Mg-doped-InGaN 在模拟太阳光下的分解水（其中Mg-doped-GaN担当了模拟太阳光中紫外光波段的光吸收与分解水反应，Mg-doped-InGaN担当了模拟太阳光中紫外光波段到该材料吸收光波段的光吸收与分解水反应）。

进入文章正题，论文正题在这里解析时，已经按照自己觉得容易理解的顺序修正过（从小老师教导我们吃别人嚼过的馒头没味道，哈哈是不是想看看正文，看完再来看以下的内容）。InGaN固溶体是一种可以通过控制In含量而改变其band gap的材料，In含量为0mol%时该材料吸收3.2eV以上的光（紫外光），当In含量为100mol%时，该材料吸收1.1eV以上的光（可见光）， 参考下图。

这种材料是一种潜在的，可在可见光照射下分解水的材料。但是，这种分解水的材料的活性很差。

关于活性低的原因论文作者也有自己的见解，知识面比较窄的我，看到这种解释也是眼前一亮，挺有意思的。不同类型的半导体跟界面（与水的界面）接触时会发生弯曲（作者在其中用了比较含糊的表达，作者说会在半导体的表面发生弯曲，这种表达不太准确）。下图为P，N材料发生在与水界面处band弯曲。作者认为n的半导体电子容易在表面积蓄，p的半导体空穴容易在表面积蓄，正式因为这种不平衡会造成激发电荷的再结合。所以，界面band bending的调节很重要。

于是作者就对于InGaN表面的电荷积蓄进行了模拟计算（怎么计算，在什么样的条件下计算，文章中没有涉及,计算结果如下图）。他们发现，n型InGaN的表面附近，空穴的浓度是电子浓度的20倍，这种非平衡会加速造成电子跟空穴的再结合。为了调节这种不平衡的状态，笔者用Mg dope进行微调整（看这词儿用的多不专业）半导体P型化，来抑制这种界面band弯曲。

文章已经把中心阐明，文章的中心可以理解为：InGaN的P型化，从而改变了界面附近的电子空穴比。所以，P型化的表征测试以及界面附近的电子空穴浓度模拟计算应该会成为论文的中心。至于实验2中的p-p heterojunction在AM1.5G光照下的实验，我就省略了（さっぱりわからない），说一说中心思想。

下面再来回到实验阶段。

实验1

1）样品制备

笔者用分子线成长法（MBE）在GaN的纳米阵列棒中镶入了Mg-doped-InGaN层，一共镶入了3层。其中，通过调节Mg原料供给源的温度调整了Mg的dope浓度（关于Mg究竟dope多少文章没有提及，没有数据，有点遗憾）。

2）光析出方法：

3）分解水活性测试：

当我看到该文章采用注射器采样，没有使用闭锁循环系，并且没有定量N₂的时候，有点失望了。因为对于氮化物而言，N₂的生成与否决定了材料的稳定性。

4）实验1的结果与讨论

助触媒确实是core-shell结构，电镜真好。另外这台投射电镜可以观察2次电子像。

好漂亮的纳米棒。

d图其实二次电子像，说明了该棒的完整性（透射与反射电子像看不到表面情报），通过HAADF 图f中的明暗，可以得知明处含有In。再经过EDS mapping的分析，确实含有In。刨除所有的先入观，InGaN存在与否在没有衍射数据，或者晶面间距等指纹数据的条件下，不能说明InGaN的存在（个人观点）。我们姑且认为，他们就是GaN与InGaN。好的，作者确实合成了InGaN。等等，Mg呢？EDS呢？Mg量太少，特性X射线掩盖在Ga的下面了？还是…….？这么重要的数据不定量，哪怕绝对值不准确相对值准确？

上图为通过XPS计算出样品V.B.跟Ef之间的差。通过这种差来说明随着Mg dope量的增加，渐渐的P型化了。（好吧，Mg究竟dope了多少？）姑且把XPS测试中的不确定因素，比如charge up的补正，该测试对于V.B.测试的准确性与精度抛到一边。就讨论一下这个核心数据，等描述完活性我们就讨论这个核心数据与作者的主张。

活性数据非常好，Mg dope之后活性飙升。按照作者说的，调节band bending（该证据从XPS数据获得）获得高活性。活性的降低，是因为Mg dope过量N的缺陷加深，形成再结合的中心（我以为作者会主要强调P型化后空穴-电子又形成了不平衡呢，Mg到底dope了多少呢）。

好的，这些数据都还说的过去。OK，OK我们来讨论讨论XPS的数据。

XPS的原理略。我们来谈一谈XPS的分析深度（数nm以下）与spot size（照射面积）。X射线不像电子射线那样可以通过电磁线圈进行高度集光，所以他的spot size不能像SEM或者TEM那样达到 nm或者Å级别。So，致命点来了。

实验1中分解水的活性由来是InGaN，这个GaN承担了母体的作用。那么XPS测试的时候怎么保证测试部分为纯净的InGaN呢？如果测试的样品中含有GaN，这究竟是什么测试呢。从他的透射电镜结果可以看出，60%以上都是GaN吧？

支撑论文核心部分的数据出了问题。

再聊一聊补正问题，作者说了用了Au4f和C1s轨道补正了charge up，Au怎么loading，这里的详细步骤也决定该测试是否准确。

对于实验2，做出的产品，与model图对应么？五层？

活性好高，AM1.5G。

这个按照质量的规格化好厉害，达到摩尔级别了。不是mmol是mol，在我们领域做到mmol已经超级厉害，这里的单位是mol。

该文章没有仔细阅读的情况下，单单看效率看视频，确实挺好玩的。在纳米级别的构造确实也做的精细，毕竟有那么昂贵的设备。

但是论文中没有任何结晶相的指纹测试，样品的吸光测试，连InGaN中In的浓度也是从PL发光的中心波长位置推断出来的（峰的不对称性说明材料里In的dope浓度也不是很….），最重要的Mg dope浓度没有给出。确实在材料的解析方面做的不够到位。不过FE-TEM这设备确实好用。

作为氮化物，在测试N₂的产量而谈稳定性不是不可以，但是这种杂志上发表的文章有点不太应该。

就像一个朋友说的，一些文章也就在历史的长河中消逝了…..

由于本人知识和见解有限，如有错误或问题欢迎指正、交流！

欢迎投稿：inanoer@163.com

专栏介绍：原道专栏是在纳米人学术委员会鼓励和支持下开辟的一个特色学术专栏，旨在深入挖掘顶级期刊论文中的良与莠，引导更加深入的科研。栏目稿件包括但不限于对灌水文章的批评，对优质文章的赞赏，对科研生态的评论等等。总之，只要是和科研有关的深度解读文章，都在我们的接收之列！你，想不想来试一试？