Le nitrure de bore hexagonal en couche mince est un cousin du graphite, mais transparent et isolant. Dans son réseau cristallin, on rencontre parfois des défauts isolés : un atome de bore ou d'azote manque, et à sa place se forme un piège à électrons. Ce piège peut absorber la lumière et la réémettre, comme une minuscule lampe de poche.
Jusqu'à présent, on étudiait surtout les défauts à l'intérieur du cristal, loin de la surface. On a maintenant découvert un nouveau type de défauts qui se trouvent directement en surface. Ils émettent dans la partie vert-jaune du spectre, là où l'œil humain est le plus sensible. Sous un laser puissant, leur émission s'éteint : la lumière force le défaut à changer de forme, et il cesse de fonctionner comme une lampe de poche. Mais si on chauffe le cristal, le défaut revient à son état initial et recommence à émettre. L'énergie nécessaire à ce retour s'est avérée très faible : 24,5 milliélectronvolts. C'est comparable à l'énergie d'agitation thermique à température ambiante.
Il existe une autre façon d'éteindre définitivement les défauts : un traitement chimique de la surface, en y fixant du lithium et des groupements fonctionnels. Le défaut est alors détruit de manière irréversible. En combinant laser et chimie, on peut dessiner à la surface du cristal des motifs lumineux arbitraires : des lignes sombres sur un fond lumineux. Cela ressemble à de la gravure, mais au lieu d'un burin, on utilise un faisceau de lumière.
Ces défauts de surface sont particulièrement intéressants car ils sont en contact direct avec l'environnement. Cela les rend sensibles aux moindres variations autour d'eux : température, pression, présence de molécules. Ils pourraient donc devenir la base de capteurs ultra-sensibles. De plus, ils sont faciles à intégrer dans des circuits optiques et des dispositifs électroniques, car le cristal de hBN n'a que quelques couches atomiques d'épaisseur.
L'énergie d'activation de 24,5 meV est approximativement égale à l'énergie d'agitation thermique à température ambiante, si bien que les défauts peuvent s'« allumer » et s'« éteindre » spontanément, même sans stimulus externe.