В эксперименте, поставленном в лаборатории Ultrafast Laser Lab Канзасского университета, лазерный луч инициировал перемещение электронов из верхнего слоя атомов в нижний, минуя средний слой. Для наблюдения этого противоречащего обычной логике, но очень эффективного квантового транспорта был изготовлен трёхслойный образец, относящийся к новой категории, так называемых, вандераальсовых материалов, с которыми связывают большие перспективы применения в солнечных батареях и прочей электронике.

Образец скомпоновали из удерживаемых вместе силами Ван-дер-Ваальса атомарных слоёв MoS₂, WS₂ и MoSe₂, которые последовательно отделяли от кристаллов методом липкой ленты, контролируя процесс через оптический микроскоп.

Каждый из трёх 2D-полупроводников реагирует на лазерное излучение с характерной только для него длиной волны. Применив соответствующий импульс длиной 100 фемтосекунд, исследователи перевели в свободное состояние некоторые электроны в верхнем слое MoSe₂. Затем, через линию задержки, они послали второй импульс с частотой, настроенной на обнаружение этих электронов в дисульфиде молибдена, образующем нижний слой.

Они установили, что электроны попадают в нижний слой, в среднем, через одну пикосекунду после их высвобождения в верхнем слое. При этом, третий зондирующий импульс не обнаружил их присутствия в промежуточном слое дисульфида вольфрама.

Странное поведение электронов в дальнейшем было подтверждено результатами моделирования, выполненного физиками-теоретиками из Университета Небраски в Линкольне, которые выступают соавторами в статье об этом исследовании, опубликованной в журнале Nano Letters.

Итоги этой работы открывают новый подход к конструированию из 2D- полупроводников оптимальных функциональных материалов для оптических и электронных приложений.