成功研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)超快掃描隧道顯微鏡，實(shí)現(xiàn)飛秒級(jí)時(shí)間分辨和原子級(jí)空間分辨，并捕捉到金屬氧化物表面單個(gè)極化子的非平衡動(dòng)力學(xué)行為。掃描隧道顯微鏡（Scanning Tunneling Microscope，STM）由于其隧穿電流具有高度的局域性，空間分辨率可以達(dá)到原子量級(jí)。然而受電流放大器帶寬的局限，其時(shí)間分辨一般只能達(dá)到微秒量級(jí)（10-6 s），而很多微觀動(dòng)力學(xué)過程往往發(fā)生在皮秒（10-12 s）和飛秒（10-15 s）量級(jí)。為了提高STM的時(shí)間分辨率，其中一種比較可行的辦法是將超快激光的泵浦-探測(cè)（pump-probe）技術(shù)和STM相結(jié)合，利用超快光與電子隧穿過程的耦合來實(shí)現(xiàn)“飛秒-埃”尺度的極限探測(cè)。盡管超快激光技術(shù)和STM相耦合的概念在上世紀(jì)90年代就被提出，但是相關(guān)研究進(jìn)展非常緩慢，主要受限于一系列技術(shù)難點(diǎn)，例如：激光的熱效應(yīng)對(duì)STM隧道電流的干擾、激光誘導(dǎo)電流的低信噪比、超快激光脈沖在STM中的展寬、激光與隧穿電子間的耦合機(jī)制等。