En un semiconductor, los electrones pueden excitarse al absorber la luz láser. Los avances durante la última década permitieron medir este mecanismo físico fundamental en escalas de tiempo inferiores a un femtosegundo 10 -15 s.Ahora, los físicos de ETH Zurich resolvieron por primera vez la respuesta de los electrones en arseniuro de galio en el attosegundo 10 -18 s escala de tiempo, y obtuvo información inesperada para futuros dispositivos optoelectrónicos ultrarrápidos con frecuencias de operación en el régimen de petahercios.
El arseniuro de galio es un semiconductor de banda estrecha de banda estrecha tecnológicamente importante, en el que la excitación de los electrones de 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 interbandatransición, 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 al movimiento dentro de la banda. ¿Cuál de los dos mecanismos domina la respuesta aun pulso láser corto e intenso y cómo su interacción afecta la inyección del portador en la banda de conducción, está lejos de ser obvio.
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.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 mejora 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 seráde relevancia práctica para futuros dispositivos electrónicos y optoelectrónicos, cuyas dimensiones se vuelven cada vez más pequeñas, y los campos eléctricos involucrados cada vez más fuertes y la dinámica cada vez más rápida.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Departamento de Física de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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