2020 Fiscal Year Annual Research Report
First-Principles-Calculation Program of Valence-Band Photoemission Spectrum by an Atomic-Limit Model on the basis of FLAPW Method
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18K03550
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
浜田 典昭 東京理科大学, 理工学部物理学科, 教授 (00126145)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 智彦 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 教授 (30311129)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 原子光イオン化断面積 / 角度積分光電子スペクトル / 角度分解光電子スペクトル / 第一原理電子状態計算 / 汎用光電子解析プログラム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
第一原理電子状態計算をベースに光電子スペクトルを計算することにより、実験結果を解析するプロブラムを開発した。
（１）入射光のエネルギーが10,000eV程度までの原子光イオン化断面積を計算するプログラムを作成し、結晶の全状態密度を可能な限り精確に原子軌道部分状態密度の和として計算する手法を開発することによって、多結晶の光電子スペクトルを高速に計算するプログラムを作成した。このプログラムは結晶を構成する原子に応じた入射光エネルギーの選択などの実験計画を立案するのに役立ち、また、スペクトルの偏光依存性や入射光エネギー依存性など見ることにより、各原子軌道のスペクトル形状への寄与などが分かり、電子状態計算の良し悪しの判断にも使用できる。とりわけ、原子のs,p,d,f軌道成分のスペクトルへの寄与の解析は、偏光角0度と90度の２種類の測定を行うだけでも信頼性の高い実験データとなり、電子状態の性格をはっきり捉えることができることが分かった。バンド計算改良への示唆を与える結果でもある。
（２）角度分解光電子スペクトルを計算するプログラムの開発を行った。(1)において開発した手法を用いることにより、強度分布を近似的ではあるが高速に計算することができる。
（３）入射光の偏光に対して原子光イオン化振幅の磁気量子数依存性を計算し、利用することにより、角度分解光電子スペクトルの偏光依存性を計算することを目指すプログラムの開発を行った。特に、擬二次元結晶において顕著な偏光依存性を確かめることができた。今のところ結晶の波動関数を用いた光電子スペクトル計算の入り口に立っているに過ぎないが、このプログラムを土台にさらに精密な計算プログラムの開発を進めることができる。また、このプログラムは上記(1)の状態密度を用いた多結晶の光電子スペクトル計算の有効性と限界を判断するために用いることができることを確かめた。
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