二维材料堆叠的污染难题

把石墨烯、六方氮化硼等只有几个原子厚的”二维材料”一层层堆叠起来，可以得到具备超导、可调磁性等奇特性质的结构，是下一代量子器件的重要基础。但传统做法要用粘性合成聚合物把每层”粘”到正确位置，聚合物往往会留下肉眼看不见的残留，污染界面、干扰电子行为，让魔角超导等量子现象难以在不同实验室之间复现。

用云母替代聚合物

英国南安普顿大学与新加坡国立大学功能智能材料研究所的团队换了个思路：用天然矿物白云母（muscovite，也称云母）作为支撑来堆叠原子级薄层。云母是无机晶体，能解理出原子级平整的表面，不会像聚合物那样留下有机残留。论文 2026 年发表于《自然·通讯》（Nature Communications），题名为”Polymer-free van der Waals assembly of 2D material heterostructures using muscovite crystals”（DOI: 10.1038/s41467-026-72554-x）。

更干净，也更便宜

第一作者、南安普顿大学实验物理讲师 Makars Šiškins 博士表示，新方法让组装”既更干净也更便宜”，并能精确对齐层间转角——例如把两层石墨烯相对旋转约 1.1 度（即”魔角”），就能复现奇异超导。他强调，量子材料研究中哪怕极微小的污染都会掩盖实验结果。共同第一作者、新加坡国立大学 Alexey Berdyugin 教授指出，云母作为无机晶体，避开了传统方法的诸多污染问题，能得到超净表面，让电子元件发挥出全部潜力。

对量子技术的意义

这种无聚合物、范德瓦耳斯（van der Waals）堆叠方式有望用于量子晶体管、量子存储器、高精度磁传感器和下一代量子比特，帮助把长期停留在论文里的器件变成可重复制造的实物。研究团队认为，更洁净、更低成本的制备，是未来纳米电子走向更快、更可靠微芯片的关键一步。