Une feuille ultrafine de disulfure de molybdène — un matériau d'un atome d'épaisseur — peut émettre de la lumière lorsqu'on l'éclaire. Mais cette lumière n'est pas simple : elle mélange deux couleurs très proches, que les scientifiques appellent excitons A et B. Elles ne sont séparées que par une petite quantité d'énergie — comme deux maisons voisines dans la même rue. Il est difficile d'isoler une couleur sans l'autre, mais c'est nécessaire : ces matériaux promettent de devenir la base de sources de lumière et de capteurs minuscules.
Les auteurs de l'étude ont proposé de placer à côté de la feuille des cylindres d'or creux — comme de minuscules puits dressés verticalement. L'or sait concentrer la lumière autour de lui et l'amplifier, telle une lentille, mais à l'échelle nanométrique. En modifiant la hauteur et la largeur du cylindre, on peut l'accorder pour qu'il amplifie précisément la couleur souhaitée — soit A, soit B. Une fine couche isolante est laissée entre l'or et la feuille pour éviter que la lumière ne soit éteinte, mais au contraire qu'elle s'intensifie.
C'est comme si vous aviez une guitare avec deux cordes qui sonnent presque à l'unisson, et que vous appreniez à ne pincer qu'une seule, et plus fort qu'avant. Ce contrôle ouvre la voie à des dispositifs où la couleur de l'émission peut être commutée sans changer le matériau lui-même.
Ainsi, les futures puces optiques pourraient ressembler à une feuille de semi-conducteur parsemée de puits d'or, chacun responsable de sa propre teinte.
À l'échelle nanométrique, l'or cesse d'être simplement un métal jaune : sa couleur dépend de la taille et de la forme des particules, c'est pourquoi les nanocylindres peuvent être « accordés » sur la teinte souhaitée.
Dans le roman de Neal Stephenson « Le Samouraï virtuel », les nanotechnologies permettent de construire des dispositifs atome par atome ; un principe similaire de réglage précis de la lumière est utilisé ici.