Диффузия атомов водорода на металлических поверхностях изучалась различными методами. Наиболее эффективным из них оказалось измерение полевой эмиссии (FEM). С помощью этого подхода удалось наблюдать при понижении температуры явный переход от термоактивационного характера диффузии к диффузии, не зависящей от температуры. Это связывалось с моментом, когда основной вклад в процесс диффузии начинает давать туннелирование атомов между минимумами потенциальной энергии на поверхности. Неожиданной загадкой явилось сравнительно незначительное различие измеренных коэффициентов диффузии водорода и дейтерия, несмотря на то, что их массы отличаются почти вдвое. Придавать этому особое значение не имело смысла ввиду огромного разброса в экспериментальных данных.

Ученым из Корнелльского университета (Cornell University, Ithaka, США) удалось наблюдать перемещение отдельных атомов водорода и дейтерия на поверхности меди. При этом довольно надежно измерялся коэффициент диффузии. Для "отслеживания" атомов использовался комбинированный метод. С помощью сканирующего туннельного микроскопа (STM) возбуждались колебания отдельного атома водорода или дейтерия по отношению к поверхности, а далее для детектирования использовалась спектроскопия, основанная на неупругом туннелировании электронов (IETS).

Адсорбция атомов водорода (дейтерия) на поверхности возникала в результате диссоциации молекул ацетилена (HССН или DCCH) на изолированные атомы водорода Н (или дейтерия D) и молекулы дикарбона C₂.

Для атомов водорода наблюдался переход к туннельной диффузии при температуре Т=60 К. Что касается атомов дейтерия, то их коэффициент диффузии в интервале от 80К и 50К изменился на целых 7 порядков величины, но перехода к туннельному механизму диффузии наблюдать так и не удалось.

Phys.Rev.Lett. 2000, 85, p.4566