科学家们已经找到了一种方法来获得二维石墨层的各种盐层。由于二维材料的独特性质，这为纳米电子学开辟了广阔的前景。通过计算机建模，他们找到了精确的参数，在这种情况下，某些盐类会发生石墨化——在平板上重新排列原子，然后将晶体进一步分解成二维层。接收到的数据将很快被用于在实验中获得这些层。
莫斯科物理研究所的研究人员和技术(初期),斯科尔科沃科技研究所(Skoltech),技术超硬和新型碳材料研究所(TISNCM),国立科技大学斯(俄罗斯)和莱斯大学(美国)利用电脑模拟来寻找一块多薄盐是为了分解成graphene-like层。在计算机模拟的基础上，他们推导出了一个晶体中的层数的方程，该晶体将产生具有纳米电子学应用的超薄薄膜。
从三维到二维
石墨烯独特的单原子厚度使其成为具有吸引力和有用的材料。它的晶格像蜂窝一样，因为组成原子之间的化学键形成了正六边形。石墨烯是三维石墨晶体的单层，其性质(以及任何二维晶体的性质)与三维石墨烯完全不同。由于石墨烯的发现，大量的研究都是针对具有耐人性的新型二维材料。超薄薄膜具有不同寻常的特性，可能对应用很有用。
先前的理论研究表明，具有立方结构和离子键的薄膜可以自发地转化成一种被称为石墨化的层状六边形石墨结构。对于某些物质，这种转换已经被实验观察到。预测岩盐NaCl是一种具有石墨化倾向的化合物。三次化合物的石墨化可以为纳米电子学的应用提供新的有前途的结构。然而，没有一种理论能在任意的立方化合物的情况下解释这一过程。
要使石墨化发生，需要沿三次结构的主对角线减少晶体层。这会导致一个晶体表面由钠离子构成?另一个氯离子Cl?重要的是要注意正负离子(即Na?Cl?)——而不是中性原子——占据了结构的晶格点。这就产生了两个表面相反的符号。只要表面相互远离，所有的电荷就会相互抵消，盐板显示出对立方体结构的偏好。然而，如果这部电影拍得足够好。
实验与模型
为了研究石墨化倾向如何随化合物的变化而变化，研究人员考察了16种二元化合物与一般的公式AB，其中A代表四种碱金属锂Li、钠Na、钾K和铷Rb。这些是在元素周期表第1组中发现的高度反应性元素。该公式中的B代表了四种卤素氟、氯、溴和碘的任何一种。这些元素在元素周期表的第17组中，容易与碱金属发生反应。
本研究中的所有化合物都有许多不同的结构，也被称为晶格或相。如果大气压力增加到正常值的30万倍，那么NaCl的另一个阶段(由图中的黄色部分表示)就会变得更加稳定，从而影响到晶格的变化。为了测试他们对方法和参数的选择，研究者模拟了两个晶格，并计算了它们之间相变的压力。他们的预测与实验数据一致。
到底有多薄呢?
该研究范围内的化合物都有六边形，“石墨化”，G相(图中的红色)，在三维体中不稳定，但成为超薄(2D或准2D)薄膜最稳定的结构。研究人员确定了薄膜的表面能量与立方体和六角形结构的层数之间的关系。他们绘制了这段关系，绘制了两种不同斜率的直线。每一对与一个化合物相关的线都有一个对应的点。
根据这一数据，研究人员建立了临界层数和两个参数之间的关系，这两个参数决定了各种化合物中离子键的强度。第一个参数表示给定金属离子的大小——离子半径。第二个参数叫做电负性，它是一个度量吗?原子吸收元素的电子的能力。较高的电负性意味着原子更强烈地吸引电子，这是键的离子性质，更大的表面偶极子，以及较低的临界板厚度。
帕维尔Sorokin habil博士。，是TISNCM新材料模拟实验室的负责人。他解释了这项研究的重要性，这项研究已经吸引了来自以色列和日本的同事。如果他们在实验中证实了我们的发现，这一现象(石墨化)将提供一种可行的途径来合成纳米电子学中潜在应用的超薄薄膜。
科学家们打算通过研究其他化合物来扩大他们的研究范围。他们认为，不同成分的超薄薄膜也可能会自发的石墨化，产生新的分层结构，具有更耐人欲的特性。
网友评论