| 研究課題/領域番号 |
20K14382
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
佐藤 駿丞 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (90855462)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 超高速現象 / アト秒物理 / 非線形光学 / 第一原理計算 / 超高速現 / 光物性 / 時間依存密度汎関数理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、高強度フェムト秒レーザーを照射した際の固体中の非平衡電子ダイナミクスを第一原理計算によりシミュレーションし、電子が光の衣を纏った光ドレスト状態の形成に伴うバンド構造の変化を理論的に解析する。第一原理計算から電子ダイナミクスに関する微視的な情報を引き出すことにより、光が誘起する物質の電子構造変化の微視的起源を解明し、光によって物質の電子構造を制御するための微視的理論を構築する。さらに、光による電子構造制御理論を発展・応用することで、光によって物質の輸送特性や光学特性を制御する方法を探求し、新奇な光物性制御手法の提案を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、光による電子状態の自在な制御を実現するため、時間依存密度汎関数理論に基づく第一原理電子計算や、量子マスター方程式に基づく量子ダイナミクス計算を用いて、光が物質中に駆動する電子の非平衡・非線形ダイナミクスを解析した。その結果、高強度の光の下で、物質の光学特性や輸送特性が超高速に変化すること、またこれらの物性変化の背後にある電子状態の変化やその占有数効果などの微視的な物理過程を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、光による電子状態の制御を目指し、時間依存密度汎関数理論と量子ダイナミクス計算を用いて電子の非平衡・非線形ダイナミクスを解析した。学術的意義として、超高速ダイナミクスや微視的物理過程の解明に貢献し、理論物理学と材料科学の進展に寄与する。社会的意義としては、次世代デバイスやエネルギー変換技術、新材料の開発における革新を促進する。これにより、再生可能エネルギーの利用拡大や高性能デバイスの実現が期待される。
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