Валитроника, область исследований, названная по аналогии со спинтроникой, изучает возможность использования импульса возбужденных электронов (экситонов) в качестве носителя двоичной информации: ученые выяснили, что в двумерных материалах, состоящих из нескольких слоев атомов, импульс экситонов имеет одно из двух фиксированных состояний в зависимости от поляризации света, который заставил электрон перейти через запрещенную энергетическую зону и превратиться в экситон. Фиксированные состояния импульса экситона называют «долинами» (valley — отсюда и название «валитроника», valleytronics); чтобы перевести экситон из одной такой долины в другую, необходима значительная энергия.

По мнению ученых, у валитроники есть большой потенциал, в том числе с точки зрения создания систем, с колоссальной скоростью выполняющих логические операции и, возможно, квантовых компьютеров небольших размеров, работающих при комнатной температуре.

В этой связи исследователи активно ищут материалы, в которых экситоны сохраняются как можно дольше. Особый интерес для ученых представляют дихалькогениды переходных металлов — 2D-полупроводники, состоящие из переходного металла, например, молибдена или вольфрама, химически связанного с халькогеном, например, серой, селеном или теллуром. У таких полупроводников, состоящих из двух-трех слоев атомов, есть запрещенная энергетическая зона, и в них могут возникать экситоны — как внутри слоя, так и межслойные. Последние отличаются более длительным сроком существования.

Ученые китайского Центрального южного университета пошли дальше — они разработали гетероструктуру, 2D-полупроводник, состоящий из трех слоев разных соединений: молибдена и серы, молибдена и селена, вольфрама и селена. Как показали эксперименты, в такой гетероструктуре возникают межслойные экситоны с очень длительным сроком существования. Исследователи подробно описали свойства созданного материала и изучают возможности его применения в оптоэлектронных устройствах.