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將光學(xué)顯微鏡帶入盡可能短的長(zhǎng)度和時(shí)間范圍是長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，這將納米尺度的基本動(dòng)力學(xué)與凝聚態(tài)物質(zhì)的宏觀功能聯(lián)系起來(lái)。超分辨率顯微鏡通過(guò)利用光學(xué)非線性繞過(guò)了遠(yuǎn)場(chǎng)衍射極限。通過(guò)利用與尖端局域倏逝光場(chǎng)的線性相互作用，近場(chǎng)顯微鏡達(dá)到了更高的分辨率，通過(guò)探索運(yùn)動(dòng)中的納米腔，激發(fā)了一個(gè)充滿活力的研究領(lǐng)域。

本研究旨在將光學(xué)顯微鏡技術(shù)推向最短的可能長(zhǎng)度和時(shí)間范圍，連接納米尺度的基本動(dòng)態(tài)與凝聚態(tài)物質(zhì)的宏觀功能。通過(guò)利用尖端局域的全光非線性，將全光學(xué)顯微鏡推向皮米空間和飛秒時(shí)間分辨率。在這些尺度上，研究者們發(fā)現(xiàn)了一種前所未有且高效的非經(jīng)典近場(chǎng)響應(yīng)，與光的矢量勢(shì)同相，并嚴(yán)格限制在原子尺寸內(nèi)。

這個(gè)超快信號(hào)的特征是光相位延遲大約為π/2，并促進(jìn)了對(duì)隧穿動(dòng)態(tài)的直接監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)隱藏在原子力顯微鏡下的納米尺寸缺陷進(jìn)行成像，以及對(duì)半導(dǎo)體范德華材料的電流瞬變進(jìn)行亞周期采樣，展示了光學(xué)概念的強(qiáng)大功能。研究結(jié)果有助于在導(dǎo)電和絕緣量子材料中，以最終短的時(shí)空尺度訪問(wèn)量子光-物質(zhì)相互作用和電子動(dòng)力學(xué)。