Une brève impulsion lumineuse frappe une feuille de graphène — et, à l'endroit de l'impact, une bande interdite s'ouvre un instant, comme si une poche se découpait dans un tissu continu. Cette poche ne vit qu'un instant, mais c'est précisément elle que l'on peut observer avec le nouvel instrument : un microscope à effet tunnel à balayage térahertz (qui combine une pointe effleurant la surface atome par atome et des impulsions lumineuses à une fréquence de plusieurs billions d'oscillations par seconde).

Habituellement, on détecte ces bandes interdites en mesurant le passage des électrons à travers tout le matériau. Ici, la pointe du microscope se place en un point choisi et mesure le courant — comme un doigt qui vérifie si un fer à repasser est chaud. Si la lumière a ouvert une bande interdite à cet endroit, le courant change. On peut ainsi dresser une carte : où exactement la lumière réorganise le plus les niveaux électroniques.

Les bords des rubans de graphène sont particulièrement intéressants. Sous éclairage, des chemins conducteurs y apparaissent, où les électrons ne circulent que dans un seul sens, comme sur un escalator. Si le ruban est trop étroit, la protection de ces chemins se brise — et cela se voit sous forme de taches floues sur la carte des courants. Les auteurs ont calculé à quelle largeur cela se produit.

Autre astuce : une impureté qui fait tourner les électrons dans un sens laisse une empreinte caractéristique sur la carte. On peut ainsi déterminer dans quelle direction les électrons se déplacent le long du bord. Ce microscope deviendra un outil pour tester les matériaux destinés à l'électronique ultrarapide.