En général, le courant circule de la même manière dans les deux sens en l'absence d'aimant. Le champ magnétique ou un matériau magnétique brise cette symétrie : les électrons commencent à préférer une direction. Mais dans ces nouveaux travaux, les physiciens ont trouvé un moyen de se passer d'aimants.
Dans un cristal, les atomes ne sont pas toujours parfaitement alignés ; il peut y avoir du désordre. Sur ces irrégularités, les électrons sont diffusés — comme une balle sur un chemin cahoteux qui rebondit tantôt à gauche, tantôt à droite. Il s'avère que, à cause de cette diffusion, le courant peut passer plus facilement dans un sens que dans l'autre. L'effet est renforcé lorsque le nombre d'électrons augmente ou diminue — par exemple, dans le graphène bicouche, pour une certaine tension de grille.
Ce comportement ressemble à celui d'une diode, mais sans jonction semi-conductrice. Si l'on parvient à contrôler cet effet, on pourra fabriquer des composants électroniques qui n'ont pas besoin d'aimants encombrants. Cela simplifiera les circuits et ouvrira la voie à des dispositifs miniatures.
Le désordre gêne généralement la conductivité, mais ici, il crée au contraire une propriété utile : le courant se met à « préférer » une direction.