自从多孔硅在1990年被发现能发光后，科学家对于硅纳米结构的光激发光(photoluminescence)起源一直未有定论。最近英国兰开斯特(Lancaster)大学的Manus Hayne与欧洲的研究人员透过实验推断，发光主要源于纳米微晶内的缺陷，驳斥了早期将发光归因于量子局限效应(quantum confinement effect)的看法。

   硅材料由于具有间接能隙(indirect bandgap)，因此几乎不发光，但是科学家却发现硅纳米结构能有效发光。Hayne表示，了解发光的机制对于制作硅发光组件至为重要，然而在正常情况下，由晶体缺陷以及量子局限效应产生的光看起来非常相似，很难加以区别。Hayne等人的解决之道是在强磁场下测量这硅纳米微晶的光激发荧光。

   Hayne解释，磁场的特征长度会随着磁场的平方根递减，而外加磁场会压缩发光能态的波函数(wave function)，系统能量因而提高。由量子局限态产生的光激发光，在磁场作用下会稍微向高能量端偏移，而缺陷态由于是高度局限，因此发光不受外加磁场影响。然而由于纳米微晶尺寸极小，Hayne等人必须使用强达50 T的磁场才能观察到光激发光光谱的差异。即便如此，量子局限发光的能量位移只有发光谱线半高全宽的0.5%。

   Hayne表示，当大量的晶体缺陷存在时，研究小组并未观察到磁场中的发光有位移，代表此发光源自晶体缺陷；待移除晶体缺陷后，却观察到明显的位移。研究人员还可以使用氢清除缺陷，或是透过紫外光照射微晶移除氢来引进缺陷，在这两种发光机制间切换。实验结果显示，量子局限以及晶体缺陷都可以发光，但是晶体缺陷发光较占优势。

   Hayne表示，使用强磁场是非常可靠的试验，可是结果会随着样本而变，在其它实验中，也可能是量子局限占优势。在他们研究的样品中，确实有少量数含较少缺陷的样品在原始状态下表现出量子局限现象。详见Nature Nanotechnology doi:10.1038/nnano.2008.7。