最常见的硅结晶与金刚石的结构相同。但是可以使用不同的处理技术来创建其他形式。由Carnegie的Tim Strobel领导并发表在Physical Review Letters上的新作品表明，使用高压工艺合成的一种称为Si-III(或有时是BC8)的硅是所谓的窄带隙半导体。

这是什么意思，为什么重要?

金属是能够传导构成电流的电子流的化合物，绝缘体是根本不传导电流的化合物。在电子电路中广泛使用的半导体可以开启和关闭其导电性 - 这显然是有用的能力。这种切换导电性的能力是可能的，因为当受到能量输入时，它们的一些电子可以从较低能量的绝缘状态移动到较高能量的导电状态。启动这种飞跃所需的能量称为带隙。

类金刚石形式的硅是半导体，其他已知的形式是金属，但Si-III的真正特性至今仍未知。之前的实验和理论研究表明，Si-III是一种导电性差的金属，没有带隙，但没有研究团队能够生产出足够纯净和足够大的样品。

通过合成Si-III的纯大块样品，Strobel和他的团队能够确定Si-III实际上是一个具有极窄带隙的半导体，比类金刚石硅晶体的带隙窄，这是最大的 - 通常使用的种类。这意味着Si-III可能已经超出了目前使用硅的已经完整的应用范围。凭借纯样品的可用性，该团队首次能够完全表征Si-III的电子，光学和热传输特性。

“从历史上看，正确认识到锗作为半导体而不是金属，它曾被广泛认为真正有助于启动现代半导体时代;同样，Si-III的半导体特性的发现可能导致不可预测的技术进步，”主要作者，卡内基的海东张。“例如，红外区域的Si-III的光学特性对于未来的等离子体应用特别有意义。”