Una película delgada de semiconductor de un átomo de espesor se asemeja a un piso compartido: en ella viven electrones con carga negativa y «huecos» con carga positiva. Cuando la luz incide sobre la película, un electrón y un hueco pueden unirse formando un par: un excitón (un estado ligado de electrón y hueco, similar a un átomo de hidrógeno). Si cerca hay otro electrón libre, puede unirse al par y entonces se forma un trión — un trío de dos electrones y un hueco. El trión es más pesado y menos móvil que un electrón individual.
Los científicos analizaron la situación en la que la película ya contiene portadores de carga libres y la luz genera constantemente nuevos excitones. Resultó que si se calienta el sistema con radiación de baja frecuencia, bajo ciertas condiciones aparecen dos estados de equilibrio estables. En el primero, frío, casi todos los electrones libres están unidos en triones. En el segundo, caliente, la mayoría de los triones se han disociado y hay muchos electrones y huecos libres en la película. La transición entre estos estados se asemeja al clic de un interruptor: el sistema cambia bruscamente su temperatura, la corriente eléctrica y el brillo de la emisión.
La causa de este comportamiento radica en la diferente conductividad de los dos estados. Los electrones y huecos libres absorben mucho mejor la radiación de baja frecuencia que los triones ligados. Por eso el estado caliente, con gran cantidad de portadores libres, se calienta más y se mantiene a sí mismo. El estado frío, donde los portadores están ligados en triones, absorbe menos y permanece frío. Así se forma un bucle de retroalimentación positiva que da lugar a la biestabilidad.
Esta transición de fase controlada por luz recuerda al comportamiento del agua al congelarse: a una misma temperatura, el sistema puede encontrarse en dos estados distintos — líquido o sólido. Solo que aquí, en lugar de la temperatura, el parámetro de control es la intensidad de la luz incidente.
Los triones se observaron por primera vez en 1993 en pozos cuánticos semiconductores, y su estudio en materiales bidimensionales se intensificó especialmente tras la obtención del grafeno.
En la novela de Greg Egan «La ciudad de los permutadores» se describen materiales que cambian sus propiedades bajo la acción de la luz, lo que recuerda vagamente al efecto descrito.