Dans une ampoule ordinaire, la lumière naît lorsqu'un électron et un trou se rencontrent. Dans le nouveau matériau, on les sépare délibérément, comme si on plaçait entre eux un tourniquet de métro. Ce tourniquet, c'est le champ électrique interne qui apparaît parce que les atomes de soufre et de sélénium dans le cristal sont disposés de manière asymétrique : le soufre en haut, le sélénium en bas.

Ce cristal est un alliage MoSSe, cultivé à partir d'un mélange gazeux. Son film d'un atome d'épaisseur a été testé par plusieurs méthodes : un microscope sensible au champ électrique et un laser qui voit comment le matériau déforme la lumière. Tout a confirmé : le champ existe et agit comme un séparateur de charges. Lorsque la lumière frappe le film, l'électron part d'un côté et le trou de l'autre. Il leur faut plus de temps pour se retrouver et s'annihiler mutuellement.

Pour un photodétecteur, c'est comme donner au caissier plus de temps pour traiter chaque client avant la fermeture de la caisse. L'appareil parvient à collecter plus de charge pour chaque photon de lumière, donc la sensibilité augmente. Et si on ajoute l'effet de phototransistor — où un faisceau lumineux contrôle le courant généré par un autre — le détecteur peut passer d'un mode lent à un mode rapide, comme une boîte de vitesses.

Ce matériau ne se contente pas de capter la lumière — il aide lui-même les charges à se séparer. À l'avenir, de tels films polaires pourraient rendre les caméras de vision nocturne moins chères et les communications par fibre optique plus rapides.