美國的研究人員合成了一種直接帶隙同素異形體的新型硅材料。它結合了如砷化鎵的吸光能力和傳統硅材料的加工優勢，可能使太陽能電池和發光設備發生徹底變革。目前的合成流程長且昂貴，但研究人員認為這項技術能夠解決這個問題。

　通過加熱趕走鈉原子，形成新的正交硅結構

　硅材料是電子工業的支柱，但是通常的金剛石立方結構同素異形體具有間接帶隙。這意味著電子不能通過吸收或發射光子的形式在價帶和導帶間來回穿越，它們還需要聲子來節省動力。這降低了硅材料的吸收和發射光的效率。硅太陽能電池需要厚的硅晶片以吸收足夠的光，而LED則需要更昂貴的材料，如砷化鎵，有毒且易分解。

　硅的四面體鍵結構促使其具有多種假想亞穩態結構，其中多個具有比基態略高的能量。在高壓環境下，能夠觀察到多個結構，其中四個在環境條件下是動態穩定的。在2013年，華盛頓卡內基研究的Timothy Strobel和 他的同事發現了Na4Si24。現在，他們發現，在真空下將Na4Si24加熱至400K，逐漸趕走鈉原子，得到了一種正交同素異形體的新型硅結構。理論計算和實驗表明，該材料在750K和10GPa下穩定存在，并且具有約1.3eV的直接帶隙，是一種理想的光伏電池材料。