| 研究課題/領域番号 |
19019002
|
|---|
| 研究機関 | 筑波大学 |
|---|
研究代表者 |
矢花 一浩 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (70192789)
|
|---|
| 研究分担者 |
中務 孝 独立行政法人理化学研究所, 中務原子核理論研究室, 准主任研究員 (40333786)
|
|---|
| キーワード | 時間依存密度汎関数理論 / 電子ダイナミクス / 超並列計算 / 超短パルスレーザー / 量子シミュレーション / 第一原理計算 |
|---|
| 研究概要 |
本研究は、時間依存密度汎関数理論に基づき光と物質の相互作用に関するミクロな理解を発展させる上で有効な、多電子の量子ダイナミクスを記述する汎用のシミュレータを開発することである。本年度は、実空間・実時間法に基づく電子波動関数の時間発展と、各時刻にイオンに働く力によるイオン運動を結合させたシミュレーションプログラムに対して、超並列計算機を用いた効率的な計算が可能であることの検証、及び強レーザー場中に置かれた原子・分子・固体のシミュレーションを効率的に行う計算コードの改良を行った。
超並列計算機による効率的な計算に関しては、強レーザー場中で起こる分子のクーロン爆発を例に検証を行った。最も計算時間を要する箇所は、電子波動関数へのラプラシアンの演算であることが明らかとなり、その部分の通信・演算効率の向上を検討した。現在、計算と通信の比が7:3程度まで改善し、大規模系に対して超並列計算機が有効となる計算コードが得られている。
超短パルスレーザーと固体の相互作用に関しては、これまで第一原理計算による取り組みがなく、今後多いに発展が期待できる分野である。この分野で当面の取り組みの対象となる光絶縁破壊とコヒーレントフォノン生成を例に、必要とされる計算コードの改善を行った。具体的には、光による励起電子数の適切な定義を見出し計算コードに実装したこと、様々な物質に対する計算パラメータ(空間刻み、時間刻み、k点数)に関する収束性の検討、コヒーレントフォノンの計算において結晶群の対称性を計算に取り入れるための検討、が挙げられる。
|
