(A) Um pulso de laser infravermelho (IR) de poucos ciclos intenso é combinado com um pulso de sonda de attossegundo único com um espectro no regime de energia ultravioleta extrema (XUV). (B) e (C) Ilustração de transições inter e intra-bandas induzidas por IR. Crédito:Adaptado de Schlaepfer et al., Física da Natureza doi:10.1038 / s41567-018-0069-0 (2018). 
O arsenieto de gálio é um semicondutor de gap estreito tecnologicamente importante, no qual a excitação de elétrons da valência para a banda de condução produz portadores de carga que podem transportar corrente elétrica através de componentes eletrônicos. Além dessa chamada transição inter-bandas, os portadores também podem ser acelerados dentro das bandas individuais à medida que os elétrons interagem com a luz laser. Isso se deve ao forte campo elétrico associado à luz do laser, levando ao movimento intra-banda. Contudo, não se sabe qual dos dois mecanismos domina a resposta a um pulso de laser curto e intenso, e como sua interação afeta a injeção de portador na banda de condução.
Fabian Schlaepfer e seus colegas do grupo de Ursula Keller no Departamento de Física agora estudaram esses processos pela primeira vez na escala de attossegundo, combinando espectroscopia de absorção transiente com cálculos de primeiros princípios de última geração. Como relatam em um jornal que aparece hoje online em Física da Natureza , eles descobriram que o movimento intra-banda realmente tem um papel importante, pois aumenta significativamente o número de elétrons que ficam excitados na banda de condução.
Esta descoberta foi inesperada porque o movimento intra-banda sozinho é incapaz de produzir portadores de carga na banda de condução. Esses resultados, portanto, representam um importante passo à frente na compreensão da dinâmica de elétrons induzida por luz em um semicondutor na escala de tempo de attossegundos, que será de relevância prática para futuros dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos, cujas dimensões se tornam cada vez menores, e os campos elétricos envolvidos cada vez mais fortes e as dinâmicas cada vez mais rápidas.
