نانوذرات فلزی خاص میتوانند نور را جذب کرده و بارهای الکتریکی مثبت و منفی ایجاد کنند. وقتی این بارها در جذب نور ایجاد میشوند، به آنها «داغ» گفته میشود. در این فرآیند بارهای منفی الکترونها هستند و بارهای مثبت به عنوان «حفرههای الکترونی» شناخته میشوند، که در حقیقت جای خالی یک الکترون در نوار ظرفیت (محل قرارگیری الکترونها در پوسته بیرونیاتم) هستند. پدیدهٔ الکترونهای داغ و نحوه انباشت آنها در نیمههادیها به خوبی شناخته شده است. همین موضوع باعث قدمت طولانی آنها و امکان استفادهٔ آنها در فتوکاتالیستها، سلولهای خورشیدی و حسگرهای نوری شده است، در حالی که اطلاعات در مورد حفرهها بسیار محدودتر است.
در این مطالعه، محققان موفق شدهاند بیش از 80 درصد حفرههای داغ موجود در یک نیمههادی را جمعآوری کنند، یعنی سه برابر بیشتر از آنچه قبلاً ممکن بود. این روند به طرز حیرتانگیزی سریع است و چیزی کمتر از 200 فمتوثانیه (0.000000000002 ثانیه) طول میکشد. امکان جمعآوری بار در نیمه هادی به این معنی است که میتوان از آنها در سلولهای خورشیدی، در فتوسنتز مصنوعی و برای کاهش دیاکسید کربن و تولید هیدروژن و اکسیژن از آب، استفاده کرد.
محققان پیشبینی کرده بودند که تجمع بارهای مثبت بر پویایی بارهای منفی نیز تأثیر میگذارد، که این فرضیه با مشاهدات مندرج در این مطالعه مورد تأیید قرار گرفته است. هنگامی که نور جذب میشود و بارهای الکتریکی تولید میشوند، «دمای الکترون» بالا میرود. استفاده از حفرههای گرم باعث میشود ظرفیت گرمای الکترونی افزایش یابد که باعث بهبود روند افزایش دمای الکترون میشود.
بنابراین، میتوان نتیجه گرفت که با کنترل میزان حفرههای الکترونی، میتوان توزیع انرژی الکترونها را تنظیم کرد. این نتیجه بسیار قابل توجه است زیرا با استفاده از آن میتوان حداکثر ولتاژ در یک سلول خورشیدی پلاسمونی مستقیم (سلول خورشیدی که با استفاده از پلاسمونها به عنوان ماده فتوولتاییک فعال، نور را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند)، تنظیم کرد و یا «پنجره» واکنشپذیر در یک فرایند فوتوکاتالیستی را کنترل کرد.