隧穿是量子力学中最基本的过程之一，其中波包可以以一定的概率穿过经典不可逾越的能量屏障。

在原子尺度上，隧穿效应在分子生物学中起着重要作用，例如加速酶催化、促使DNA自发突变和触发嗅觉信号级联反应。

光电子隧穿是光诱导化学反应、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经接近亚纳米原子尺度，不同通道之间的量子隧穿效应将显著增强。

复杂分子中电子隧穿动力学的实时成像对促进隧穿晶体管和超快光电器件的发展具有重要的科学意义。相邻原子对复杂分子电子隧穿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。

在发布在《光：科学与应用》上的一篇论文中，来自海南大学和华东师范大学的一组科学家设计了一个范德华复合体Ar-Kr作为原型系统，其核间距离为0.39 nm，以跟踪亚纳米级系统中通过相邻原子的电子隧穿。+

Ar-Kr 最高占据分子轨道的本征电子局域给出了在第一个电离步骤中从 Kr 位点去除电子的偏好。

Ar-Kr 中的位点辅助电子空穴保证了第二电子主要在第二电离步骤中从 Ar 原子中移除，其中电子可以从 Ar 原子或通过相邻的 Kr 离子核心直接隧穿到连续体。++

结合团队开发的改进库仑校正强场近似方法，该方法能够考虑隧穿过程中电势下的库仑相互作用，并通过监测光电子横向动量分布来跟踪隧穿动力学，发现相邻原子对隧穿电子存在强捕获和弱捕获两种效应。

这项工作成功地揭示了相邻原子在亚纳米复杂系统中电子隧穿中的关键作用。这一发现为深入理解势垒下库仑效应在电子隧穿动力学、固体高次谐波产生中的关键作用提供了新的途径，为探测和控制复杂生物分子的隧穿动力学奠定了坚实的研究基础。