(A) En intensiv få-cykel infraröd (IR) laserpuls kombineras med en enda attosecond sondpuls med ett spektrum i den extrema ultravioletta (XUV) energiregimen. (B) &(C) Illustration av IR-inducerade inter- och intrabandövergångar. Kredit:Anpassad från Schlaepfer et al., Naturfysik doi:10.1038/s41567-018-0069-0 (2018). 
Galliumarsenid är en teknologiskt viktig smalbandig halvledare där exciteringen av elektroner från valensen in i ledningsbandet producerar laddningsbärare som kan transportera elektrisk ström genom elektronikkomponenter. Förutom denna så kallade mellanbandsövergång, bärare kan också accelereras inom de individuella banden när elektronerna interagerar med laserljuset. Detta beror på det starka elektriska fältet som är associerat med laserljuset, leder till rörelse inom bandet. Dock, det är inte känt vilken av de två mekanismerna som dominerar svaret på en kort intensiv laserpuls, och hur deras samspel påverkar bärarinjektionen i ledningsbandet.
Fabian Schlaepfer och hans kollegor i gruppen Ursula Keller vid institutionen för fysik har nu studerat dessa processer för första gången på attosecond-tidsskala, kombinerar transient absorptionsspektroskopi med state-of-the-art första principberäkningar. Som de rapporterar i en tidning som idag publiceras online i Naturfysik , de fann att rörelse inom band verkligen har en viktig roll, eftersom det avsevärt ökar antalet elektroner som exciteras in i ledningsbandet.
Detta fynd var oväntat eftersom enbart rörelse inom bandet inte kan producera laddningsbärare i ledningsbandet. Dessa resultat representerar därför ett viktigt steg framåt för att förstå den ljusinducerade elektrondynamiken i en halvledare på attosekundens tidsskala, som kommer att vara av praktisk relevans för framtida elektronik- och optoelektronikenheter, vars dimensioner blir allt mindre, och de inblandade elektriska fälten blir allt starkare och dynamiken allt snabbare.
