在由許多不同粒子組成的微觀複雜系統 (如固體材料) 中, 每個粒子的運動都是複雜的, 是該粒子與周圍粒子之間的各種強烈相互作用的產物. 為了可以更簡單地了解這些系統的行為和特性, 物理學家們重新構想了固體, 想象它們包含的是在自由空間中弱相互作用的粒子. 這些 '准粒子' 具有不同的類型, 可以帶來有關材料特性的不同認知.
此次, 德國柏林工業大學科學家克裡斯丁·南斯泰爾及其同事, 將氮化鎵半導體晶體中的原子替換為鍺原子, 他們在維持原始晶體結構的同時, 實現了高濃度的原子取代. 然而, 這樣的原子取代改變了晶體的物理特性——增加了固體中自由電子的濃度.
通過分析這些經過特殊處理的晶體對光的吸收和發射, 研究團隊觀察到一種現象, 即他們認為是新型准粒子 'Collexon' 的穩定性, 會隨著電子氣密度的上升而上升. 他們認為這可能是所有半導體的標準特性——只要能夠實現相同水平的原子取代即可.
如果這些發現可以進一步得到理論研究的支援, 那麼准粒子 'Collexon' 可以被認為是半導體材料具有的共同特徵. 半導體是現代技術的基礎, 提高我們對其電子結構的理解, 既有益於理論研究, 也有益於應用研究.