Une diode à semi-conducteur ne laisse normalement passer le courant que dans un sens, comme une porte à ressort : elle s'ouvre facilement dans un sens, mais bute dans l'autre. Mais si l'on sature fortement le cristal d'impuretés, la porte se met à se comporter bizarrement : sous tension inverse, le courant ne se contente pas de passer, il grimpe en flèche. Ces diodes sont appelées « diodes tunnel » parce que l'on pensait que les électrons traversaient la barrière comme des fantômes à travers un mur — c'est ce qu'on appelle l'effet tunnel quantique.

Les auteurs de ces travaux proposent un autre mécanisme, plus terre-à-terre. Tout objet chaud émet un rayonnement infrarouge invisible — c'est le principe de la caméra thermique. Un semi-conducteur à température ambiante émet également de la lumière infrarouge. Or, un fort dopage crée de nombreux défauts dans le cristal — des atomes déplacés, des lacunes. Ces défauts peuvent absorber les photons infrarouges et générer des paires électron-trou, et l'énergie du photon suffit pour cela, même si elle est inférieure à la largeur de la bande interdite.

Les électrons et les trous ainsi créés se retrouvent à proximité de la jonction p-n, où règne un champ électrique interne. Ce champ les sépare en les entraînant dans des directions opposées, créant un courant inverse. Sous tension inverse, la zone de jonction s'élargit, capturant davantage de défauts, et le courant augmente. Et si le dopage est suffisamment fort, il se produit en plus une multiplication par avalanche des porteurs — comme une boule de neige qui dévale une pente en ramassant de plus en plus de neige. Résultat : le courant inverse augmente fortement avec la tension, et une diode ordinaire acquiert les caractéristiques d'une diode tunnel.

Les auteurs soulignent qu'ils ne nient pas complètement l'effet tunnel quantique. Dans différents dispositifs, la contribution de l'un ou l'autre mécanisme peut être plus ou moins importante. Mais l'explication proposée, fondée sur le rayonnement infrarouge et les défauts, offre une image simple et intuitive qui relie les propriétés thermiques du cristal à son comportement électrique.