在原子尺度上研究云母的物理表面细节

乍一看，云母很普通：它是一种常见的矿物，例如在花岗岩中发现，并且已从地质、化学和技术角度进行了广泛研究。

人们可能会认为，从这样一种日常材料中无法发现任何新东西。但现在，维也纳科技大学的一个团队在《自然通讯》杂志上发表了一项研究，解释了钾离子在云母表面的分布。云母的物理表面细节从未在原子尺度上进行过研究，该信息对于使用二维材料进行电子学研究非常重要。

原子薄层

原子级薄层二维材料是目前材料科学中研究最多的课题之一。某些材料，如石墨烯和二硫化钼，仅由一层或几层原子组成，这通常会导致不寻常的特性。

从某种意义上说，云母是一种天然存在的二维材料：它由原子级薄层组成，根据云母的类型，这些层可以包含不同的原子：氧总是存在的，通常是硅，通常还有钾或铝。云母的层状结构也是其特有光泽的原因——您经常可以看到一系列颜色，类似于水坑上的一层薄薄的油。

超高真空中的钾离子

云母的最外层很难检查，因为它很快就会被空气中的原子和分子污染。研究人员使用维也纳科技大学的新型原子力显微镜在超高真空中对云母表面进行成像。

“我们能够看到钾离子是如何分布在表面上的，”当前论文的第一作者GiadaFranceschi说，他在UlrikeDiebold教授的团队中工作。“我们还能够深入了解表层下铝离子的位置——这在实验上是一项特别困难的任务。”

图像显示，钾离子并非像之前假设的那样随机分布在表面，而是以微小的模式排列。这些分布也可以借助计算机模拟来计算。

二维电子器件的匹配绝缘体

这项工作对于尝试将石墨烯等二维材料用于电子电路可能很重要。为此需要合适的绝缘体，而云母是一个非常明显的选择。

“云母的表面特性将在此类电子元件中发挥关键作用，”GiadaFranceschi说。