Un film transparent d'oxyde de bismuth-tungstène repose sur un substrat et ne conduit pas le courant. Trois minutes dans un nuage de plasma d'azote suffisent pour qu'il noircisse et que sa résistance chute d'un facteur un milliard. Le secret ne réside pas dans de nouveaux atomes, mais dans le réarrangement des anciens : les emplacements vides où se trouvait l'oxygène s'alignent en rangées régulières, comme des soldats au commandement. Cette file de vides devient une voie pour les électrons.
Avant le traitement, les lacunes se cachaient individuellement, et les électrons ne pouvaient pas sauter de l'une à l'autre. Après le plasma d'azote, elles s'ordonnent à longue distance et les vides voisins commencent à communiquer : l'électron bondit d'un site à l'autre, comme sur des pierres à travers un marais. Les calculs montrent que dans un réseau parfaitement ordonné, la bande interdite se ferme et le niveau de Fermi pénètre dans la bande de conduction, constituée principalement d'états 5d du tungstène.
Le plasma d'oxygène efface le motif : il réintroduit les atomes d'oxygène dans les sites vacants, et le film redevient transparent et isolant. Le cycle peut être répété des dizaines de fois sans dégradation. Le même tour fonctionne avec le composé apparenté Bi₂MoO₆, où la résistance varie de plus de dix ordres de grandeur. C'est un mécanisme commun à la famille des oxydes lamellaires d'Aurivillius.
Auparavant, pour ordonner les lacunes, il fallait chauffer ou utiliser des conditions irréversibles. Désormais, on peut assembler et désassembler la file à température ambiante, comme un jeu de construction. Cette réorganisation contrôlée des vides ouvre la voie à des éléments de mémoire commutables, des modulateurs optiques et des capteurs de gaz. Reste à comprendre comment imposer la période et l'orientation du motif, et alors les défauts deviendront non plus un désordre aléatoire, mais un outil de travail.
La variation de résistance de neuf ordres de grandeur est comparable à la différence entre un isolant et un métal : si un fil avait l'épaisseur d'un cheveu humain, sa résistance passerait d'une valeur comparable à celle d'un kilomètre de câble en cuivre à celle d'un court morceau de fil.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Les Enfants d'Icare », les extraterrestres manipulent la matière au niveau atomique pour modifier les propriétés des objets. Ici, une idée similaire est réalisée sans science-fiction : le plasma réorganise les lacunes d'oxygène, et le matériau change de couleur et de conductivité.