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Tracking electrons at the space-time limit
Maier, Simon
, Spachtholz, Raffael, Glöckl, Katharina
, Bustamante, Carlos M., Lingl, Sonja, Maczejka, Moritz, Schön, Jonas, Riedel, Alexander, Richter, Klaus, Giessibl, Franz J.
, Bonafé, Franco P., Huber, Markus A.
, Rubio, Angel
, Repp, Jascha
und Huber, Rupert
(2026)
Tracking electrons at the space-time limit.
Nature Photonics.
Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 08 Jul 2026 07:03
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.79752
Zusammenfassung
The dynamics of an electronic wavefunction often have non-trivial consequences on its spatial distribution, for example, during tunnelling or chemical bond formation. Yet, revealing spatio-temporal coupling requires ultrafast videography at the intrinsic size of electronic wavefunctions, at the so-called space-time limit. Here we experimentally access the intrinsic quantum motion of individual ...
The dynamics of an electronic wavefunction often have non-trivial consequences on its spatial distribution, for example, during tunnelling or chemical bond formation. Yet, revealing spatio-temporal coupling requires ultrafast videography at the intrinsic size of electronic wavefunctions, at the so-called space-time limit. Here we experimentally access the intrinsic quantum motion of individual electrons at the space-time limit while they are tunnelling through an energy barrier, using atomic-scale lightwave-driven scanning tunnelling microscopy with attosecond time resolution. While modulating the tunnelling barrier with two time-delayed near-infrared pulses forming phase-controlled single-cycle waveforms, isolated electron tunnelling transients shorter than 1 fs are identified. The measured spatial extension depends on the interplay of multi-photon and field-driven dynamics, as confirmed by full quantum simulations. We experimentally localize the attosecond-confined tunnelling wave packet on the angstrom scale and use it to map a single copper adatom on a silver surface. This fusion of attosecond science with atomic-scale scanning tunnelling microscopy makes it possible to study wavefunction dynamics inside atoms, molecules and solids.
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Beteiligte Einrichtungen
Details
| Dokumentenart | Artikel | ||||
| Titel eines Journals oder einer Zeitschrift | Nature Photonics | ||||
| Verlag: | Nature Publishing Group (NPG) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Open Access Art: | CC-Lizenz | ||||
| Datum | 3 Juli 2026 | ||||
| Institutionen | Physik > Halle-Berlin-Regensburg Cluster of Excellence CCE Physik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Klaus Richter Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Giessibl > Arbeitsgruppe Franz J. Giessibl Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Arbeitsgruppe Jascha Repp Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Huber > Arbeitsgruppe Rupert Huber | ||||
| Projekte |
Gefördert von:
Europäische Kommission (EU)
(951519)
Gefördert von:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
(314695032)
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(Nicht ausgewählt)
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Europäische Kommission (EU)
(101071259)
| ||||
| Identifikationsnummer |
| ||||
| Dewey-Dezimal-Klassifikation | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik | ||||
| Status | Veröffentlicht | ||||
| Begutachtet | Ja, diese Version wurde begutachtet | ||||
| An der Universität Regensburg entstanden | Ja | ||||
| URN der UB Regensburg | urn:nbn:de:bvb:355-epub-797521 | ||||
| Dokumenten-ID | 79752 |
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