Publication

Ultrafast Photon-Induced Tunneling Microscopy

Klaus Kern, Yang Luo
2021
Article
Résumé

Unification of the techniques of ultrafast science and scanning tunneling microscopy (STM) has the potential of tracking electronic motion in molecules simultaneously in real space and real time. Laser pulses can couple to an STM junction either in the weak-field or in the strong-field interaction regime. The strong-field regime entails significant modification (dressing) of the tunneling barrier of the STM junction, whereas the weak-field or the photon-driven regime entails perturbative interaction. Here, we describe how photons carried in an ultrashort pulse interact with an STM junction, defining the basic fundamental framework of ultrafast photon-induced tunneling microscopy. Selective dipole coupling of electronic states by photons is shown to be controllable by adjusting the DC bias at the STM junction. An ultrafast tunneling microscopy involving photons is established. Consolidation of the technique calls for innovative approaches to detect photon-induced tunneling currents at the STM junction. We introduce and characterize here three techniques involving dispersion, polarization, and frequency modulation of the laser pulses to lock-in detect the laser-induced tunneling current. We show that photon-induced tunneling currents can simultaneously achieve angstrom scale spatial resolution and sub-femtosecond temporal resolution. Ultrafast photon-induced tunneling microscopy will be able to directly probe electron dynamics in complex molecular systems, without the need of reconstruction techniques.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.