För att bättre förstå den elektroniska strukturen hos kisel använde forskarna röntgenlasern vid LCLS:s Matter in Extreme Conditions-instrument för att utsätta ett prov för tryck över fem miljoner gånger mer extrema än jordens atmosfäriska tryck. De observerade hur tryck orsakar förändringar i atomär skala och mätte hur sådana förändringar påverkar kisel optiska och elektroniska egenskaper.
Kisel, en av de mest välkända halvledarna och "ryggraden" i dagens teknik, blir en användbar elektrisk ledare under specifika förhållanden; forskare hade inte tidigare sett kiselns optiska egenskaper vid det högsta tryck som uppnåtts i denna undersökning.
Även om den fortfarande är en metall - vilket betyder att den beter sig både optiskt och elektriskt som de flesta traditionella metaller - liknar de elektroniska strukturerna i dess kristallina ramverk de starkt riktade bindningar som vanligtvis visas av halvledare. Deras observationer lyfte också fram kiselns exceptionella mekaniska styrka:även vid de enorma tryck som uppnåddes hade dess struktur endast minimalt modifierats från det ursprungliga "ideala" gittret som bildades av enkla, rena kiselkristaller. När forskare driver förståelsen av material ytterligare, framhöll forskarna att ytterligare insikter kommer att hjälpa forskare att förutsäga ännu bättre hur halvledarelektronik, optiska och materialegenskaper kan ställas in via ingenjörskonst och exakt syntes, eftersom vi kommer att få en allt mer detaljerad kunskap om hur deras grundläggande fysiska strukturer påverkas av att ändra deras atomgeometri via applicerade krafter (t.ex. tryck)."
