Ключевым условием для реализации более эффективных, «волитронных» устройств памяти и компьютерной логики, является создание системы, способной избирательно контролировать электроны в двух разных состояниях с одинаковой энергией, известных как «долины» (valley).

Использовать лазерный луч, чтобы слегка изменить энергетические уровни двух долин в двумерной кристаллической пленке дисульфида вольфрама (и вызвать отток электронов в долину с меньшей энергией) предложили инженеры Массачусетского технологического института (MIT) в статье, опубликованной журналом Science.

Альтернативный способ смещения энергии долин требует использования магнитных полей, причём даже очень мощные магниты с интенсивностью поля 10 тесла обеспечивают сдвиг всего порядка 2 мэВ.

Группа под руководством адъюнкт-профессора Ню Гедика (Nuh Gedik) ранее показала, что сверхкоротким лазерным импульсом с частотой несколько ниже резонансной для материала можно сместить уровень энергии одной из долин по отношению к другой на величину до 20 мэВ. Это происходит вследствие образования электронами и фотонами гибридного состояния в материале — так называемый оптический эффект Штарка.

В своём новом эксперименте, Гедик с коллегами установили, что снизив частоту лазера ещё больше и увеличив его интенсивность можно одновременно сместить энергетические уровни обеих долин. При этом, за сдвиг энергии второй долины на величину до 10 мэВ ответственен эффект «смещения Блоха-Зигерта», предсказанный в 1940 г. и никогда прежде не наблюдавшийся в твёрдых телах (за исключением искусственных атомов).