隧道效应是量子力学中最基本的过程之一，波包可以以一定的概率穿过经典上不可逾越的能量障碍。在原子尺度内，隧道效应在分子生物学中发挥着重要作用，例如加速酶催化、促使DNA自发突变以及触发嗅觉信号级联反应。光电子隧道效应是光引发化学反应、电荷和能量转移以及辐射发射的关键过程。光电芯片等器件的尺寸已接近亚纳米原子尺度，不同通道之间的量子隧道效应将显着增强。复杂环境中电子隧道动力学的实时成像对于促进隧道晶体管和超快光电器件的发展具有重要的科学意义。邻近原子对配合物中电子隧道动力学的影响是量子物理、量子化学、纳米电子学等领域的关键科学问题之一。海南大学科学家团队在《光科学与应用》上发表了一篇新论文。华东师范大学设计了范德华配合物Ar-Kr +作为原型系统，核间距为0.39 nm，用于跟踪亚纳米尺度系统中通过邻近原子的电子隧道。Ar-Kr 最高占据分子轨道的本征电子局域化使得在第一个电离步骤中电子优先从 Kr 位点去除。Ar-Kr +中的位点辅助电子空穴保证了第二电子在第二电离步骤中主要从 Ar 原子中移出，其中电子可以直接从 Ar 原子或通过相邻的 Kr +离子核隧道到连续体。
结合团队开发的改进的库仑校正强场近似(ICCSFA)方法，能够考虑隧穿过程中电势下的库仑相互作用，通过监测光电子横向动量分布来跟踪隧穿动力学，进而发现相邻原子对隧道电子存在强俘获和弱俘获两种效应。
这项工作成功揭示了相邻原子在亚纳米复杂系统中电子隧道效应中的关键作用。这一发现为深入理解势垒下库仑效应在电子隧道动力学、固体高次谐波产生中的关键作用提供了新途径，为探测和控制复杂生物分子的隧道动力学奠定了坚实的研究基础。
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