2018 Fiscal Year Research-status Report
高強度光電場に駆動される電子・正孔ダイナミクスの理論研究
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18K14145
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
篠原 康 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (90775024)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 固体高次高調波発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
密度汎関数理論で評価した物理量を使った独立粒子近似の電子ダイナミクスコードをベースに、コードの開発の理論の構築を進めた。遂行内容は横緩和の導入とそれに関連した理論構築、バンド内電流の各バンドからの寄与への分解である。
対象コードへの定款和金時に基づく横緩和の導入に先立って、電場の下での量子ダイナミクスシミュレーションに横緩和を導入する理論の構築を行った。横緩和は、長さゲージと速度ゲージにより、その表式が異なり、それに伴って同じ緩和の時定数に対しても、結果が異なる。両速度ゲージに対する表式を導出し、その物理的意味について検討を行った。本理論に従って横緩和項を加えたコードを開発して計算を遂行した。横緩和を導入したことにより、バンドギャップよりも高い光子エネルギーの高次高調波発生のシミュレーションをGaSeを対象に行うと、対応する実験とコンシステントな角度依存性を再現することが分かった。現在実験グループとの共同研究の論文を準備中である。
対象コードに、バンド内電流をバンド毎への寄与へ分解する機能を実装し、ペロブスカイト結晶CsPbCl3からの高次高調波発生過程の計算結果を解析した。バンド内電流を、光励起に伴う一時的な占有数の時間変化とバンド勾配の積へ分解し、どちらが高調波のスペクトルを決めるうえで重要な役割を演じているかを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画していた、密度汎関数理論で評価した物理量を使った独立粒子近似の電子ダイナミクスコードをベースにしたコードの開発は順調である。
関連する理論についても、計画通りに開発ができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通り次年度は、電子・正孔相互作用を取り込んだコードの開発を行い、典型的な固体におけるシミュレーションを遂行する。特に電子・正孔相互作用の強さ(逆誘電関数により決まる)を変えたときに、高調波スペクトルがどのように変わるのかを調べる。さらに、こうしたスペクトルの変化がどのように直感的に理解できるのかを明らかにするため、解析を行う。
実験家との共同研究を進め、実際実験条件における、固体からの高次高調波スペクトルにどういった物理過程が寄与しているのかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
海外旅費の航空券代と物品費が想定したよりも抑えられたため。
次年度使用額は、海外旅費、物品費に充てる。
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