追踪阿秒级电流并在扫描隧道显微镜中控制其方向
由波形可控激光脉冲驱动的隧穿效应是阿秒科学的基石,对其实现极端时间分辨率起到决定性作用。在空间领域,电子通过纳米针尖与表面间偏压驱动结的隧穿效应,使扫描隧道显微镜(STM)实现了原子级空间分辨率。近期,STM电流中首次观测到的阿秒调制特征表明,同时实现阿秒-纳米级分辨率是可行的。然而,尽管亚周期阿秒动力学已能实现高精度常规调控与测定,但在STM中控制电流方向并测定其持续时间仍存在挑战。该研究团队通过双色激光脉冲诱导STM隧穿电流,仅依赖脉冲的亚周期波形即实现了电流方向的动态调控。将测量数据投射至含时薛定谔方程的数值与解析解后,发现非绝热隧穿是产生约900阿秒电流脉冲的物理机制。该工作在常温条件下进行且不受热伪影干扰,实现了2纳米横向空间分辨率及亚埃级形貌灵敏度。STM中阿秒级脉冲的方向控制技术,将为触发和检测分子系统及缺陷态的超快电荷动力学提供时空极限的显微研究手段。
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