Afin de mieux comprendre la structure électronique du silicium, les chercheurs ont utilisé le laser à rayons X de l'instrument Matter in Extreme Conditions du LCLS pour soumettre un échantillon à des pressions plus de cinq millions de fois plus extrêmes que la pression atmosphérique terrestre. Ils ont observé comment la pression provoque des changements à l'échelle atomique et mesuré comment ces changements influencent les propriétés optiques et électroniques du silicium.
Le silicium, l'un des semi-conducteurs les plus connus et « l'épine dorsale » de la technologie actuelle, devient un conducteur électrique utile dans des conditions spécifiques; Les scientifiques n'avaient jamais observé auparavant les propriétés optiques du silicium à la pression la plus élevée atteinte au cours de cette étude.
Bien qu’il s’agisse toujours d’un métal (ce qui signifie qu’il se comporte à la fois optiquement et électriquement comme la plupart des métaux traditionnels), les structures électroniques de sa structure cristalline ressemblent aux liaisons hautement directionnelles généralement affichées par les semi-conducteurs. Leurs observations ont également mis en évidence la résistance mécanique exceptionnelle du silicium :même aux pressions énormes atteintes, sa structure n'a été que très peu modifiée par rapport au réseau « idéal » d'origine formé de cristaux de silicium uniques et purs. Alors que les chercheurs poussent encore plus loin la compréhension des matériaux, ils ont souligné que des informations plus approfondies aideront les scientifiques à prédire encore mieux comment les propriétés électroniques, optiques et matérielles des semi-conducteurs peuvent être ajustées via l'ingénierie et la synthèse précise, à mesure que nous acquerrons une connaissance toujours plus détaillée de comment leurs structures physiques fondamentales sont affectées par la modification de leur géométrie atomique via des forces appliquées (par exemple la pression)."
