La punta de un microscopio de efecto túnel se acerca tanto a la superficie de un cristal que entre ambos salta una corriente eléctrica. Los electrones de la aguja se inyectan en un semiconductor estratificado y caen en una vacante atómica: un lugar donde falta un átomo en la red. Este hueco actúa como una diminuta trampa para la carga.

Cuando un electrón y un hueco se encuentran en esa trampa, nace un fotón. La luz sale al exterior y puede ser capturada por un detector. El patrón de emisión reproduce la forma de la nube electrónica de la vacante, como una huella dactilar que revela con qué defecto exacto estamos tratando. La resolución del método es inferior a un nanómetro, es decir, más fina que una cadena de diez átomos.

Este experimento combina el control eléctrico con la lectura óptica a escala de un solo átomo. Esta interfaz es necesaria para los ordenadores cuánticos y las líneas de comunicación seguras, donde la información se transporta mediante partículas de luz individuales. En lugar de voluminosas lentes y láseres, una aguja finísima y un pulso eléctrico.