يقترب طرف مجهر المسح النفقي من سطح بلورة لدرجة يتدفق بينهما تيار كهربائي. تُحقن الإلكترونات من الإبرة في شبه موصل طبقي وتصل إلى شاغر ذري — موضع ينقصه ذرة واحدة في الشبكة البلورية. يعمل هذا الفراغ كفخ صغير للشحنة.

عندما يلتقي إلكترون وثقب في هذا الفخ، يولد فوتون واحد. يخرج الضوء إلى الخارج ويمكن التقاطه بكاشف. صورة الانبعاث تكرر شكل السحابة الإلكترونية للشاغر — كبصمة إصبع تُظهر أي عيب نتعامل معه. دقة الطريقة أقل من نانومتر، أي أدق من سلسلة من عشر ذرات.

تجمع هذه التجربة بين التحكم الكهربائي والقراءة الضوئية على مقياس ذرة واحدة. هذه الواجهة ضرورية للحواسيب الكمومية وخطوط الاتصال الآمنة، حيث تُنقل المعلومات بجسيمات ضوء مفردة. بدلًا من العدسات والليزرات الضخمة — إبرة رفيعة للغاية ونبضة كهربائية.