在德国的实验室中，石墨烯里的电子会突然跃过禁戒能隙，其概率甚至可达百分之百。这并非测量误差，而是真实发生的过程，并且已被实时拍摄下来。
来自雷根斯堡大学、马尔堡菲利普大学和于利希研究中心的科学家团队开展了一项实验，成果于2026年2月发表在《Nature》期刊上。他们使用结合了强激光脉冲的光电子发射脉冲显微镜，追踪电子在原子级薄层石墨烯中的运动，这些石墨烯由于利希培育，纯度极高。该方法被称为亚周期摄像术：它能够记录发生在几分之一飞秒内的事件。
在普通半导体中，电子停留在其所属的能带内，能带之间由禁戒能隙隔开。而在石墨烯中，在光脉冲强电场的作用下，电子被加速并越过能隙，不经过任何中间态。想象一部电梯瞬间从一楼跳到二十楼，跳过其余所有楼层：朗道-齐纳-马约拉纳跃迁正是如此。能带边缘处电子的速度决定了这种跃迁的概率，而在石墨烯中，这一概率可达百分之百。
实验表明，与晶格的相互作用可能扰乱有序运动，但隧穿本身仍然是可以预测的。这与通过空间势垒的经典隧穿有着本质区别——在这里，时间上的动力学起着关键作用。
这一发现为利用光而非仅靠电压来操控二维材料中的电子开辟了道路。未来，此类方法可能成为新型器件的基础，在这些器件中，量子跃迁将成为常用工具，而不再是罕见的例外。
发表在《Nature》上的结果证实：亚周期摄像术同样适用于其他量子材料，能够全景式地展现它们的能量景观。
