2009 Fiscal Year Annual Research Report
近接場光励起による金属表面の局所電子ダイナミクスの理論
| Project/Area Number |
21350018
|
|---|
| Research Institution | Institute for Molecular Science |
|---|
Principal Investigator |
信定 克幸 Institute for Molecular Science, 理論・計算分子科学研究領域, 准教授 (50290896)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安池 智一 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (10419856)
|
|---|
| Keywords | 局所的電子構造 / 近接場光 / 電子ダイナミクス / 金属表面 / エネルギー散逸 |
|---|
| Research Abstract |
1nm～数十nm程度のナノ構造体では、量子性を反映した特異な光誘起電子・核ダイナミクスが見られるが、その基礎理学的理解は十分ではない。ナノ構造体ダイナミクスでは、局所的な空間領域で物質と電磁場が再帰的に相互作用し、更にその相互作用を介したエネルギー移動がナノ粒子間で連鎖的に起こることが重要であり、双極子近似を使った通常の光学応答理論では理解することができないからである。物質系を記述するためのシュレディンガー方程式と電磁場を記述するためのマクスウェル方程式を自己無撞着に解くための理論開発とその理論に基づく実用的な数値計算手法の開発が必須となる。本研究課題では実在系ナノ構造体における光誘起電子・核・電磁場ダイナミクスを記述するための光学応答理論の開発を第一の目標とし、その理論に基づく数値計算を駆使して、ナノ構造体表面・界面で起こる新しい反応場形成の機構を解明することを最終的な目標として研究を進めている。本年度の成果としては、近接場光を使った局所電子励起によるナノクラスターの電子ダイナミクスを取り扱うための理論の開発に成功したことである。特に電場の空間的非一様性が電子ダイナミクスに多大な影響を与え、双極子近似を仮定した通常の光学応答では見られない非線形光学応答や分子の対称性を破った光学励起が容易に起こることを明らかにした。このような局所電子励起を使えば、新しい化学反応チャンネルを開く可能性も期待できる。
|
