2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of first-principles simulation method for excited-state correlated electron-nuclear dynamics in nano-structures
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16K17768
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
鈴木 康光 東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 講師 (50756301)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 時間依存密度汎関数理論 / 多成分時間依存密度汎関数理論 / 電子・陽電子相関ダイナミクス / 時間依存交換相関項 / TDDFT / 電子散乱 / Exact Factorization理論 / 二成分密度汎関数理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、時間依存密度汎関数理論（TDDFT）とExact Factorization理論に基づく、ナノ構造体中の電子・原子核相関ダイナミクス計算手法の開発を目的として研究を行った。
最終年度（2018年度）は、前年度に引き続き、TDDFTを用いて電子散乱過程を記述するための交換相関項の研究と、多成分密度汎関数理論（TDMCDFT）の開発研究を推し進めた。前者では、電子とヘリウムイオンの散乱過程を対象に、実時間TDDFTにおける厳密な交換相関ポテンシャルを計算し、電子散乱過程を記述するための交換相関項の性質を解析した。さらに、線形応答TDDFT法による計算との比較も行い、弾性散乱過程であれば、厳密交換ポテンシャル（EXX）を用いた線形応答TDDFT法は、精度よく透過係数・反射係数を計算できることも明らかにした。本成果について論文発表（The European Physical Journal B）を行った。後者については、電子・陽電子相関ダイナミクス計算に向けたTDMCDFTの基礎理論を完成させ、レーザー場中の陽電子吸着水素化リチウム分子のダイナミクス計算に適用した。その結果、分子からの陽電子脱離に適したレーザーパラメータや、陽電子の遮蔽効果による電子励起の抑制機構などを解明した。本成果について論文発表（Physical Review Letters）を行った。また、これらの研究成果について、招待講演（国際学会2件）を行った。
研究期間全体を通じて、(1)Exact Factorization理論に基づく電子・原子核相関ダイナミクス計算手法の開発、(2)TDDFTの交換相関項の研究開発、(3)TDMCDFTの開発と物質への応用、の３つの研究項目において実績を残した。
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