阿卜杜拉国王科技大学 二硫化钼表面的电子显微镜图像显示，成像伪影会使硫原子看起来更亮或更暗，导致晶体结构的错误识别
信用:2020 KAUST KAUST的一项研究报告称，仪器误差可能导致某些晶体的完全错误识别，这表明研究人员在使用电子显微镜探测二维半导体时需要谨慎
二维过渡金属二元化合物(TMDs)正被开发用于新的电子器件，因为它们可以存在于从半导体到金属的多种晶体相中
研究人员使用多种工具来揭示不同TMD阶段的结构-性质关系，但其中最关键的是扫描透射电子显微镜
这种仪器既能分辨表面上的原子，又能利用图像对比度的变化进行化学识别
在KAUST的文森特·东小组工作的材料科学家阿瑞伊·阿尔贾布最近发现了一些令人不安的问题，她正在描述由二硫化钼(MoS2)制成的TMDs
虽然最初的光谱分析显示她已经制作了半导体二维薄膜，但透射电子显微镜图像显示二硫化钼已经排列成金属晶相
为了解决这一差异，该团队寻求显微镜专家谢尔盖·洛铂的帮助
他们一起注意到，当他们接触到TMD表面时，从他们最先进的仪器发出的电子束具有不寻常的强度模式
光束的强度分布呈现三角形，而不是预期的球形
“这是一个被称为散光的图像聚焦问题的明显证据，”洛帕廷指出
旋转前(上)和旋转后(下)样品在透射电镜支架上的相对位置(左；)在平面内旋转60度(右)之前(上)和之后(下)对应的心率-脑干听觉诱发电位图像
信用:2020 KAUST 用来聚焦电子显微镜光束的透镜总是有小瑕疵，这些瑕疵会模糊图像，尤其是在原子尺度的分辨率下
研究小组意识到观察到的像散效应可能会影响表面原子的对比度
通过将二硫化钼表面的计算机模拟与实验显微镜相关联，他们发现了几个例子，在这些例子中，由于硫原子在成像过程中改变外观甚至消失，晶相可能被错误地识别
董说:“原子对比是推断晶体相位的有力工具，但这些人工制品侵蚀了这种预测的基础。”
“这增加了这样的可能性，即可能已经有许多二维颞下颌关节的图像受到散光的不利影响
" 在包括石墨烯在内的其他二维表面上的实验证实，在一系列材料中都可以观察到假相
研究人员证明，这些影响可以通过使用电子能量几乎相等的电子束来减轻
“扫描透射电子显微镜在二维材料的晶体结构成像方面是无价的；然而，我们需要认识到成像伪影，因为忽视它们可能会导致科学上的错误主张，”阿尔贾布说
这项研究发表在《科学进展》杂志上
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