硅和金刚石中的超快室温谷操控

某些半导体的能带结构中存在多个简并的导带极小值。这些极小值被称为谷，若能使其电子布居数产生差异，便可用于存储和处理信息。然而，为了与常规电子学竞争，必须开发通用且快速的方法来控制和读取电子的谷量子数。尽管在打破时间反演对称性的二维晶体中，已经实现了不等价谷中电子布居数的选择性光学操控，但在许多具有重大技术意义的半导体材料（包括硅和金刚石）中，人们也高度期望实现这种控制。我们展示了一种在亚皮秒时间尺度上产生和读取体半导体中电子谷极化布居数的超快技术。其原理基于线性偏振红外飞秒脉冲的振荡电场加速电子所引发的单向谷间散射。我们的成果推动了潜在的工作于太赫兹频率且与当代硅基技术兼容的室温谷电子学器件的发展。