硅是最重要的微电子材料，它具有很好的电子特性和易加工特性。但硅的光学特性远不如其电子特性，因此在制造发光二极管和半导体激光器件时，通常采用较昂贵的砷化镓或磷化铟材料，而不是廉价的硅。最近，德国科学家在研制硅发光器件方面取得了新进展，有望利用廉价硅材料生产发光二极管和半导体激光器件。
硅材料的光学特性比大部分半导体材料要复杂，通常情况下硅器件获得的外界能量转化为热，而不会发光。几年前科学家发现，硅材料在纳米晶格状态下也能发光。德国累斯顿罗森道夫研究中心的物理学家曼弗雷德·海姆领导的研究小组根据这一原理，对硅材料的晶格结构进行了改变，使其适应电子自由运动，改善了硅材料的光学特性。
利用改进后的硅材料，海姆研究小组成功地开发出能够在红、蓝和紫色光谱范围内发光的硅器件，发光的波长还能通过电流强弱来进行调节。科学家设想利用硅材料还能开发出双色光学器件和硅基材料的彩色显示器，利用硅光学器件，未来可以大大降低光电开关线路的生产成本。
