(A) Un intenso impulso laser a infrarossi (IR) a pochi cicli è combinato con un singolo impulso di sonda ad attosecondi con uno spettro nel regime energetico dell'estremo ultravioletto (XUV). (B) e (C) Illustrazione delle transizioni inter- e intra-banda indotte da IR. Credito:adattato da Schlaepfer et al., Fisica della natura doi:10.1038/s41567-018-0069-0 (2018). 
L'arseniuro di gallio è un semiconduttore a banda stretta tecnologicamente importante in cui l'eccitazione degli elettroni dalla valenza nella banda di conduzione produce portatori di carica che possono trasportare corrente elettrica attraverso componenti elettronici. Oltre a questa cosiddetta transizione interbanda, i portatori possono anche essere accelerati all'interno delle singole bande mentre gli elettroni interagiscono con la luce laser. Ciò è dovuto al forte campo elettrico associato alla luce laser, che porta al movimento all'interno della banda. Però, non è noto quale dei due meccanismi domini la risposta a un breve impulso laser intenso, e come la loro interazione influisca sull'iniezione della portante nella banda di conduzione.
Fabian Schlaepfer e i suoi colleghi del gruppo di Ursula Keller nel Dipartimento di Fisica hanno studiato questi processi per la prima volta alla scala temporale dell'attosecondo, combinando la spettroscopia di assorbimento transitorio con i calcoli dei primi principi all'avanguardia. Come riportano in un documento che appare oggi online in Fisica della natura , hanno scoperto che il movimento all'interno della banda ha davvero un ruolo importante, in quanto aumenta significativamente il numero di elettroni che si eccitano nella banda di conduzione.
Questa scoperta era inaspettata perché il movimento intra-banda da solo non è in grado di produrre portatori di carica nella banda di conduzione. Questi risultati rappresentano quindi un importante passo avanti nella comprensione della dinamica elettronica indotta dalla luce in un semiconduttore sulla scala temporale degli attosecondi, che sarà di rilevanza pratica per i futuri dispositivi elettronici e optoelettronici, le cui dimensioni diventano sempre più piccole, ei campi elettrici coinvolti sempre più forti e la dinamica sempre più veloce.
