半导体是现代技术的基础材料。比如由半导体所制造的微处理芯片是一切智能信息系统（不论是简单的计算器还是导弹防御系统）的中心部件。由于半导体的性质多样性和功能强大性，光电技术在过去的二十年有了突破性的进展，比如无线电话从最开始的体积有行李箱大小的模拟手机演化成现在的只有大拇指大小的数字手机。同时电子技术的进一步发展也对半导体的功能和稳定性提出了更高的要求和挑战。
由于纳米量子效应，物质的性质和其尺寸有很强的关联性。比如，比起块状材料，半导体纳米线具有更优质的光电性能。另一方面，实验和理论计算都表明，表面或间质参杂可以改变物质的物理性能。比如炭氮氧的钛合金的相变压强比纯金属钛的相变压强高出25GPa。既然尺寸收缩和元素参杂都可以改变物质的性能，那么纳米线经异质元素参杂后，其性能就应该得到更大的改变。
已经有研究表明，铒参杂的锗纳米线具有比纯锗更优质的光电性能，但是铒参杂如何影响锗纳米线的相变和力学性能？这是本研究的关注点。
我们采用了金刚石压腔结合同步辐射X-ray衍射以及拉曼散射，探测了铒参杂的锗纳米线在高压下的相变和力学性能。我们发现在加压和卸压的过程中，铒参杂的锗纳米线都表现出了比纯锗纳米线更高的结构稳定性，而且铒可以促使锗纳米线在更窄的压力区间内完成相变。同时我们也发现，铒的出现对于锗纳米线的力学性能几乎没有任何影响。从X-ray衍射得到的结论也在拉曼散射的测量中得到了印证。我们把这种奇特的参杂效应归咎于铒原子对于锗纳米线表面的组织结构的修饰和改善，从而降低了锗纳米线的状态能级。本研究对基础凝固态物理以及研发具有更优质的光电器械都有十分重要的意义。
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