Современные методы получения нановолокон на основе кремния позволяют достигать значений их диаметра около 3-5 нанометров. В то же время, согласно теоретическим моделям, квантовомеханические эффекты в наноматериалах начинают оказывать существенное влияние на их характеристики в том случае, если диаметр волокна меньше 3 нанометров.

Группа ученых под руководством Ши-Тон Ли (Shuit-Tong Lee) получила нановолокно диаметром 1,3 нанометра, используя методику выращивания с помощью оксида. С его помощью удалось получить нановолокно, диаметр которого варьировался от нескольких нанометров до десятков нанометров. Получившееся с помощью данного метода волокно состояло из монокристаллической кремниевой сердцевины и оксидной оболочки размером примерно в одну треть диаметра. Для получения нановолокна, устойчивого к окислению, исследователи удалили оксидное покрытие и ограничили рост поверхности волокна с помощью водорода.

Для определения ширины запрещенной зоны нановолокна использовалась сканирующая туннельная спектроскопия. Обнаружилось, что ширина зоны растет с уменьшением диаметра волокна - от 1,1 эВ при диаметре 7 нанометров до 3,5 эВ при диаметре 1,3 нанометра. Это согласуется с существующими теоретическими моделями и служит экспериментальным подтверждением влияния квантовомеханических эффектов на плотность электронных состояний в кремниевых нановолокнах. Ученые планируют использовать новый наноматериал в светодиодах и лазерах.