通过打破Friedel定律对二维材料中的极性成像

Friedel定律保证了在运动学近似或单散射模型成立的薄轻材料中，衍射图样具有反演对称性。通常，Friedel对称性的破缺归因于厚非中心对称晶体内的多重散射事件。然而，二维（2D）材料（如单层MoS$_2$）也可违反Friedel定律，在共轭Bragg峰之间出现意外衬度。我们解析地证明，在散射波函数的幂级数展开中保留高阶项，可描述具有面内反演对称性破缺的二维晶体中 $hkl$ 与 $\overline{hkl}$ 峰之间的反常衬度。这些高阶项描述了从原子薄材料中同一原子出发的多重散射路径。此外，含重元素（如WS$_2$）的二维材料总是表现为强相位物体，无论入射电子束能量多高都违反Friedel定律。实验上，这一理解可增强基于衍射的技术，以提供二维材料中极性、孪晶畴、面内旋转或其他极性织构的快速成像。