| 研究課題/領域番号 |
17K05089
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
光工学・光量子科学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
乙部 智仁 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主幹研究員(定常) (60421442)
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| 研究分担者 |
小林 亮 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70560126)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | フェムト秒レーザー加工 / 時間依存密度汎関数法 / レーザー加工 / 第一原理計算 / 電子励起確率 / 分子動力学計算 / 時間依存密度汎関数理論 / 材料加工・処理 |
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| 研究成果の概要 |
SALMONで得られる電子状態分布から，励起電子密度及び内部エネルギーを計算し，フェルミ－ディラック分布でそれらを再現するように温度と化学ポテンシャルを決定するプログラムを作成した.この際，半導体では価電帯と伝導帯間のエネルギー緩和が各バンド内での緩和に比べて遅いため，電子と空孔の温度は個別に扱えるようにした. この手法を用いて，電子と空孔を個別の温度と化学ポテンシャルでフィッティングする事で第一原理計算の結果をより良く再現できる事，励起過程の違いにより電子空孔それぞれの温度は大きく変わる事が明らかとなった．また，確立過程計算に必要な電子励起確率の新たな解析的式を示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
モデル計算が主であったフェムト秒レーザー加工の初期過程の解析を，第一原理計算手法と言われる時間依存密度汎関数法とマックスウェル方程式を用いて行った．特に，より疎視的計算手法である確率過程モデルや分子動力学計算と上記手法を繋ぐための温度評価方法を提案した．これら解析手法を用いて，電場強度と電子温度，レーザー波長と加工深さ，バンド構造と電子温度といった様々なパラメータ間の関係性を明らかにすることができた．得られた知見と手法によりフェムト秒レーザー加工の理解及び予測に大きく寄与したものと思われる．
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