Bij vaste materialen, wanneer een elektron van positie verandert zonder dat een ander zijn plaats opvult, er kan een positief geladen 'gat' ontstaan ​​dat wordt aangetrokken door het oorspronkelijke elektron. In meer complexe situaties, het proces kan zelfs resulteren in stabiele clusters van meerdere elektronen en gaten, wiens gedrag allemaal van elkaar afhankelijk is. Vreemd, de massa's van elk deeltje in een cluster kunnen verschillen van hun massa wanneer ze alleen zijn. Echter, natuurkundigen zijn nog niet helemaal duidelijk hoe deze massavariaties de algemene eigenschappen van clusters in echte vaste stoffen kunnen beïnvloeden. Via een studie gepubliceerd in EPJ B , Alexei Frolov aan de Universiteit van West-Ontario, Canada, onthult dat het gedrag van één type cluster met drie deeltjes een duidelijke relatie vertoont met de verhouding tussen de massa's van zijn deeltjes.

Van clusters van elektronen en gaten is al bekend dat ze de absorptie van licht door halfgeleiders beïnvloeden, die nu de belangrijkste componenten zijn van veel moderne technologieën. Frolovs onderzoek zou ons begrip van deze belangrijke materialen aanzienlijk kunnen verbeteren, en het kan onderzoekers ook in staat stellen om kleinere details in hun optische en infraroodspectra beter te verklaren. In zijn studeerkamer Frolov beschouwde een cluster met twee elektronen met gewone massa, en één gat dat kan variëren tussen één en twee elektronenmassa's. Door zijn berekeningen er kwamen onderscheidende gedragingen naar voren die duidelijke relaties vertoonden met de verhouding tussen de massa van dit zwaardere gat, en die van elk lichter elektron.

Frolov baseerde zijn berekeningen op de principes van de kwantummechanica, waarmee hij een reeks formules afleidde om de massaafhankelijkheid van clusters van drie deeltjes uiterst nauwkeurig te beschrijven. Hij hoopt nu dat deze formules kunnen worden aangepast om clusters te beschrijven die vier of meer deeltjes met verschillende massa's bevatten. Indien bereikt, dit zou nieuwe mogelijkheden creëren om de eigenschappen van echte halfgeleiders in toekomstig onderzoek te begrijpen en te verfijnen.