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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 ; Huber, Rupert

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.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftNature Photonics
Verlag:Nature Publishing Group (NPG)
Open Access Art:CC-Lizenz
Datum3 Juli 2026
InstitutionenPhysik > 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)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (Nicht ausgewählt)
Gefördert von: Europäische Kommission (EU) (101071259)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1038/s41566-026-01932-0DOI
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-797521
Dokumenten-ID79752

Bibliographische Daten exportieren

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