Кристалл германия с оловом похож на мозаику, где каждая плитка — атом. Если выкладывать плитки как попало, цвет мозаики один, а если собрать их в узор — другой. Физики измерили, как узор из атомов меняет важнейшее свойство полупроводника — его запрещённую зону, то есть энергию, которую нужно дать электрону, чтобы он начал двигаться и создавать ток.

До сих пор эту ступеньку подстраивали двумя способами: меняли пропорцию германия и олова или растягивали кристалл. Авторы работы добавили третий способ: они нагревали кристалл после выращивания, и атомы сами перестраивались в более упорядоченный узор. С помощью рентгеновского излучения и машинного обучения они подсчитали, насколько сильно порядок влияет на свечение.

Оказалось, что упорядочивание сдвигает цвет свечения — кристалл начинает излучать свет с другой энергией. Это как если бы одна и та же мозаика начинала светиться то зелёным, то жёлтым в зависимости от того, как разложены плитки. Теперь у инженеров появился новый инструмент для точной настройки полупроводниковых лазеров и светодиодов.