暴露于各种离子的矿物表面引发的异质冰核（HIN）会对区域大气和气候产生重大影响。然而，由于矿物表面的复杂性，HIN 与矿物表面离子性质的关系在很大程度上仍未得到研究。由于云母原子平面（001）表面上的 K+很容易通过离子交换被不同的阳离子取代，因此我们选择了云母；云母提供了一个非常直接的系统，可以作为研究矿物表面离子对 HIN 影响的模型。我们的实验表明，与 Na-/K 云母相比，H+ 交换云母表面 (001) 的 HIN 效率明显更高。振动总频生成光谱显示，在界面接触水层中，H-云母诱导的取向有序度大大低于 Na-/K- 云母。分子动力学模拟表明，云母的 HIN 效率取决于界面水的位置排列和取向。云母表面第一层水形成的六方冰 Ih 基底型结构有利于 HIN，而 HIN 由云母表面突出离子的大小和表面吸附能决定。当云母表面第一水层中 25% 的水分子有一个 OH 基团朝上，25% 的水分子有一个 OH 基团朝下时，HIN 的取向分布最佳，而这又是由表面电荷分布决定的。