Полупроводниковая плёнка толщиной в один атом — это аналог тонко натянутой мембраны. Под воздействием света она вспыхивает: в ней рождаются экситоны — связанные состояния электрона и дырки, которые ведут себя как светящиеся точки и быстро рекомбинируют, то есть гаснут. В местах, где атомная структура нарушена — например, есть разрывы или складки, — свечение становится нестабильным: оно дрожит и прерывается. Это похоже на то, как струна с узелком звучит фальшиво, искажая музыкальный тон.

Исследователи применили метод фотометрии (измерение интенсивности света), который регистрирует колебания яркости во времени. Так они построили карту «фальшивых нот» — областей, где мерцание указывает на дефекты кристаллической решётки. Эти участки совпали с дефектами, ранее обнаруженными с помощью спектроскопии (анализ спектрального состава излучения) и зондовой микроскопии. Дополнительно было показано, что нагрев плёнки (повышение температуры снижает структурный беспорядок) «разглаживает» её: атомы получают энергию для перестройки, дефекты залечиваются, и мерцание становится более равномерным.

Новый подход напоминает настройку музыкального инструмента на слух: вместо трудоёмкого поатомного сканирования под микроскопом достаточно проанализировать дрожание света. В перспективе это позволит создавать бездефектные монослойные плёнки для гибких дисплеев, микро-лазеров и высокочувствительных сенсоров.