(A) Une impulsion laser infrarouge (IR) intense à quelques cycles est combinée à une seule impulsion de sonde attoseconde avec un spectre dans le régime d'énergie ultraviolet extrême (XUV). (B) &(C) Illustration des transitions inter et intra-bandes induites par l'IR. Crédit :Adapté de Schlaepfer et al., Physique de la nature doi :10.1038/s41567-018-0069-0 (2018). 
L'arséniure de gallium est un semi-conducteur à bande interdite étroite technologiquement important dans lequel l'excitation des électrons de la valence dans la bande de conduction produit des porteurs de charge qui peuvent transporter le courant électrique à travers les composants électroniques. En plus de cette transition dite inter-bande, les porteurs peuvent également être accélérés dans les bandes individuelles lorsque les électrons interagissent avec la lumière laser. Cela est dû au fort champ électrique associé à la lumière laser, conduisant à un mouvement intra-bande. Cependant, on ne sait pas lequel des deux mécanismes domine la réponse à une courte impulsion laser intense, et comment leur interaction affecte l'injection de porteurs dans la bande de conduction.
Fabian Schlaepfer et ses collègues du groupe d'Ursula Keller du Département de Physique ont maintenant étudié ces processus pour la première fois à l'échelle de l'attoseconde, combinant la spectroscopie d'absorption transitoire avec des calculs de premier principe de pointe. Comme ils le rapportent dans un article qui paraît aujourd'hui en ligne dans Physique de la nature , ils ont constaté que le mouvement intra-bande a en effet un rôle important, car il augmente considérablement le nombre d'électrons qui sont excités dans la bande de conduction.
Cette découverte était inattendue car le mouvement intrabande seul est incapable de produire des porteurs de charge dans la bande de conduction. Ces résultats représentent donc une avancée importante dans la compréhension de la dynamique électronique induite par la lumière dans un semi-conducteur à l'échelle de l'attoseconde, qui sera d'une pertinence pratique pour les futurs dispositifs électroniques et optoélectroniques, dont les dimensions deviennent de plus en plus petites, et les champs électriques impliqués toujours plus forts et la dynamique toujours plus rapide.
