(A) Un intenso pulso de láser infrarrojo (IR) de pocos ciclos se combina con un pulso de sonda de un solo attosegundo con un espectro en el régimen de energía ultravioleta extrema (XUV). (B) y (C) Ilustración de transiciones entre bandas e intra-bandas inducidas por IR. Crédito:Adaptado de Schlaepfer et al., Física de la naturaleza doi:10.1038 / s41567-018-0069-0 (2018). 
El arseniuro de galio es un semiconductor de banda estrecha de importancia tecnológica en el que la excitación de electrones desde la valencia hacia la banda de conducción produce portadores de carga que pueden transportar corriente eléctrica a través de componentes electrónicos. Además de esta llamada transición entre bandas, Los portadores también pueden acelerarse dentro de las bandas individuales a medida que los electrones interactúan con la luz láser. Esto se debe al fuerte campo eléctrico asociado con la luz láser, que conduce a un movimiento dentro de la banda. Sin embargo, no se sabe cuál de los dos mecanismos domina la respuesta a un pulso láser corto e intenso, y cómo su interacción afecta la inyección del portador en la banda de conducción.
Fabian Schlaepfer y sus colegas en el grupo de Ursula Keller en el Departamento de Física ahora han estudiado estos procesos por primera vez en la escala de tiempo de attosegundos, combinando espectroscopía de absorción transitoria con cálculos de primeros principios de última generación. Como informan en un documento que aparece hoy en línea en Física de la naturaleza , descubrieron que el movimiento dentro de la banda tiene un papel importante, ya que aumenta significativamente la cantidad de electrones que se excitan en la banda de conducción.
Este hallazgo fue inesperado porque el movimiento dentro de la banda por sí solo no puede producir portadores de carga en la banda de conducción. Por lo tanto, estos resultados representan un importante paso adelante en la comprensión de la dinámica de electrones inducida por la luz en un semiconductor en la escala de tiempo de attosegundos. que será de relevancia práctica para futuros dispositivos electrónicos y optoelectrónicos, cuyas dimensiones se hacen cada vez más pequeñas, y los campos eléctricos involucrados son cada vez más fuertes y la dinámica cada vez más rápida.
