Sur la table repose un mille-feuille d'écailles de nitrure de bore hexagonal, un matériau qui ressemble au graphite mais composé d'atomes de bore et d'azote. On transfère délicatement une écaille sur une autre, et dans la zone où elles se chevauchent, après un passage au four sous oxygène, naissent de brillantes sources de lumière uniques. Leur densité grimpe jusqu'à quinze fois celle des zones ordinaires, tandis que leur qualité reste inchangée.
Auparavant, on obtenait ces émetteurs par irradiation, par plasma ou par contrainte locale. Ces méthodes exigeaient un équipement complexe et donnaient souvent des défauts accompagnés d'un fond notable ou d'une instabilité. Désormais, il suffit de superposer deux écailles sous le microscope et de les chauffer dans un four tubulaire à 1000 °C sous un flux d'oxygène. La couche supérieure agit comme un couvercle qui protège les défauts de la combustion : l'oxygène pénètre sur environ 192 nanomètres de profondeur, mais sous le recouvrement, les défauts se conservent mieux.
Les scientifiques ont mesuré les spectres de luminescence, vérifié que les sources émettaient bien les photons un par un, et confirmé qu'elles ne clignotaient pas et ne pâlissaient pas pendant cinq minutes. Dans trois échantillons indépendants, la densité d'émetteurs dans les recouvrements a dépassé le témoin d'un facteur 2,5, 15,8 et 6,3. La luminosité à saturation atteignait 12 millions de comptes par seconde, et la largeur de raie restait étroite, de 1,24 à 1,78 nanomètre.
Cette astuce toute simple ouvre la voie à la fabrication de matrices de sources de lumière uniques pour les communications quantiques et les puces photoniques. Pas besoin de vide, de lithographie ni d'installations coûteuses : seulement deux écailles, un four et un peu d'oxygène. Le mille-feuille, dont la garniture de défauts se conserve sous la couche supérieure, s'est révélé non pas une simple métaphore, mais une recette qui fonctionne.
La zone de recouvrement de deux écailles de hBN, épaisses de quelques dizaines de nanomètres seulement, agit comme un « couvercle » naturel qui protège les défauts de la combustion lors du recuit sous oxygène. L'estimation de la longueur de diffusion de l'oxygène donne 192 nm, ce qui dépasse l'épaisseur des écailles, mais les défauts sous le recouvrement résistent malgré tout mieux.