由卡內基科學研究所領導的一項研究中，已開發出創造具備獨特六角形結構新型矽的方法。基於其原子的排列，元素可以採取不同的晶體形式，這稱之為同位素。而這些元素可以產生不同的特性，最典型的例子就是碳，它可以以石墨烯的二維片狀存在，以石墨的二維片狀堆積存在，或以鑽石的立方格狀存在等等。

最常用的矽具有與鑽石相同的結構，但其他結構有可能具有其他有用的電子特性。2014年，卡內基大學的一個團隊開發了一種新的矽異形體，稱為Si24，它是由排列在五個、六個和八個原子環中的矽片組成的。這些環中間的空隙可以形成一維通道，供其他原子通過，該團隊說這可以開啟能量存儲或過濾方面的應用。

在新的研究中，研究人員開發了一種方法，將Si24轉化為另一種新的同位素。加熱Si24晶體使薄片在四個重複層上排列成六邊形，從而使新結構被命名為4H-silicon。研究小組說這是第一次創造出這種材料的穩定的大塊晶體。

該研究的作者Thomas Shiell 說：“除了擴大我們對新型結構合成的基本控制之外，4H-矽晶體的發現還為通過應變工程和元素替代來調整光學和電子特性的令人興奮的未來研究前景打開了大門”。我們有可能使用這種方法來創造種子晶體，以生長出大量的4H結構，其特性有可能超過鑽石矽的特性。

新的矽結構究竟能開闢什麼樣的應用還有待觀察，但該團隊表示，它可能會導致晶體管–電子設備的基礎–或光伏能源系統等組件的改進。