في مجهر مسح نفقي قادر على رؤية الذرات المفردة، تُحفظ ظروف قصوى: درجة حرارة حوالي -268 درجة مئوية وفراغ فائق الارتفاع. لترسيب ذرات حديد مفردة على السطح المدروس، يتطلب الأمر عادة مسارًا مباشرًا من المبخر إلى العينة. ومع ذلك، في الأجهزة الأكثر برودة، يكون هذا المسار محجوبًا بالدروع الحرارية، مما يجعل التبخير القياسي مهمة صعبة.

اقترح المهندسون حلاً أنيقًا: أخذوا مصباح توهج مصغر — من النوع المستخدم في المصابيح اليدوية أو إضاءة الأجهزة — وغطوا فتيل التنغستن الخاص به بطبقة رقيقة جدًا من الحديد، ودمجوه مباشرة في رأس المجهر. بتسخين الفتيل بتيار كهربائي ضعيف، يبخرون الحديد ذرة بذرة. تستقر الذرات على سطح أكسيد المغنيسيوم البارد الموجود على الفضة، تمامًا كما يتشكل الصقيع على الزجاج. البنية بأكملها بحجم حبة البازلاء، والمسافة إلى العينة حوالي سنتيمتر واحد.

بعد الترسيب، يواصل المجهر مسح نفس المنطقة من السطح: انزياح الإبرة أقل من 5 نانومترات، أي عرض بضع ذرات. يتيح ذلك أولاً الحصول على صورة لمنطقة نظيفة، ثم ترسيب بضع ذرات حديد عليها، ثم فحصها مرة أخرى — كما لو تم وضع القطع بعناية على رقعة شطرنج فارغة والتقاط صور قبل وبعد.

للتأكد من وجود ذرات حديد فعلاً على السطح، قام العلماء بقياس كيفية نفق الإلكترونات عبر ذرة مفردة. ظهرت على مخطط الموصلية النفقية درجات متماثلة عند جهد حوالي ±14 مللي فولت — وهي "بصمة" مميزة لذرة الحديد على أكسيد المغنيسيوم. تدفق الذرات ضعيف جدًا: حوالي 15 ذرة لكل نانومتر مربع في الثانية. يمكن لهذا المبخر أن يعمل لمدة 150 ساعة تقريبًا، وموضعه الثابت يلغي الحاجة إلى دروع متحركة ضخمة وفتح المجهر بعد التبريد.

الآن يمكن إضافة ذرات مغناطيسية بشكل متكرر وبجرعات دقيقة جدًا على سطح عازل، دون الإخلال بالعالم البارد الهش داخل المجهر. وهذا يفتح الطريق لبناء هياكل مغناطيسية متناهية الصغر — ذرة واحدة في كل مرة.