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2015 年度 実績報告書

時間依存密度汎関数法による励起電子ダイナミクスと電荷移動励起状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25400409
研究機関東京理科大学

研究代表者

渡辺 一之  東京理科大学, 理学部, 教授 (50221685)

研究分担者 胡 春平  京都大学, 学内共同利用施設等, 研究員 (00512758) [辞退]
鈴木 康光  東京理科大学, 理学部, 助教 (50756301)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード時間依存密度汎関数法 / 電子散乱と電子放出 / レーザー刺激電界蒸発 / 励起電子状態 / 電子・原子核ダイナミクス / ナノプラズモニクス
研究実績の概要

「電子・イオン散乱過程」グラフェンフレーク(GF)への電子波束の散乱を時間依存密度汎関数法(TDDFT)で調べた結果、原子の周期・局所構造を反映した回折像とプラズマ振動を見出し、結果はH26年度に論文発表。(H25)二層GFのプラズマ振動数を複素誘電関数から決定し、近接場増強の性質を明らかにした。結果は論文発表。(H26)GFへの電子散乱解析から二次電子放出(SEE)を捉え、SEEの入射電子エネルギー依存性、GF層数依存性、放出電子数のエネルギー依存性は実験結果の主要な性質を説明した。論文投稿中。(H26-27)
「電子放出と電界蒸発」強電界中キャップ付きカーボンナノチューブ(CNT)からの電界放出電流分布像をTDDFT法により求め、五員環配置に由来する五回対称性と六回対称性を明確に捉えた。これは実験結果を合理的に説明し論文発表した。(H25)レーザー誘起アトムプローブトモグラフィーの動作原理であるレーザー電子励起電界イオン蒸発の電子状態とダイナミクスをSiクラスターを対象に解析し、従来の現象論では得られなかった知見を得た。結果は論文発表。(H26-27)同様の条件で二層ベンゼンの剥離シミュレーションを行うことで、強電界が非熱的剥離機構を加速させることを明らかにした。結果は論文投稿中(H27)
「電荷移動励起とダイナミクス」電荷移動励起状態の解析で現れる変分崩壊を先行研究をヒントに一次摂動計算によって回避する方法を見出し、比較的大きな分子系に対して実験と合う結果を得た。(H25-26)実時間TDDFT法を適用する際の初期条件および断熱局所近似の妥当性の検証を行った。核との相関も含む励起電子ダイナミクス計算手法の開発に向け、波動関数厳密分割理論から導かれる量子古典混合ダイナミクス計算手法のコード開発を行った。結果は国際会議で発表。(H27)

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Energetics and dynamics of laser-assited field evaporation: Time-dependent density functional theory simulations2015

    • 著者名/発表者名
      E. P. Silaeva, K. Uchida, Y. Suzuki, K. Watanabe
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 ページ: 155401-1, -7

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.92.155401

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 二層ベンゼンの強電界およびレーザー照射下ダイナミクス:第一原理シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      内田一樹、Elena P. Silaeva、鈴木康光、渡辺一之
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台・東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] TDDFT法によるナノ表面からの二次電子放出2016

    • 著者名/発表者名
      上田純裕、鈴木康光、渡辺一之
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台・東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [学会発表] シリセンナノリボンのレーザー刺激電子励起と電子放出の第一原理シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      宮内翔太、鈴木康光、渡辺一之
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台・東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [学会発表] 層状グラフェンの電子透過率に関するTDDFTシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      宮内浩成、上田純裕、鈴木康光、渡辺一之
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台・東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [学会発表] Mixed Quantum-Classical Dynamics Methods for Strong-Field Processes: Multiple-trajectory Ehrenfest dynamics + decoherence terms2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, K. Watanabe, A. Abedi, F. Agostini, S. K. Min, N. Maitra, E. K. U. Gross
    • 学会等名
      APS March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center, Maryland, USA
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-16
    • 国際学会
  • [学会発表] シリセンンナノリボンのレーザー刺激電子励起と電子放出機構2016

    • 著者名/発表者名
      宮内翔太、渡辺一之
    • 学会等名
      合同若手研究会-表面・界面現象の新展開:吸着・物質移動・エネルギー散逸- 東京理科大学総合研究院ウオーターフロンテアサイエンス部門他共催
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-14
  • [学会発表] 多層グラフェンの電子透過率の第一原理シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      宮内浩成、上田純裕、渡辺一之
    • 学会等名
      合同若手研究会-表面・界面現象の新展開:吸着・物質移動・エネルギー散逸- 東京理科大学総合研究院ウオーターフロンテアサイエンス部門他共催
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-14
  • [学会発表] 強電界およびレーザー照射下における電界蒸発ダイナミクスの第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      内田一樹、E. Silaeva, 鈴木康光、渡辺一之
    • 学会等名
      第6回CMSI研究会 HPCI戦略プログラム 分野2「新物質・エネルギー創成」最終報告会
    • 発表場所
      東京大学・小柴ホール
    • 年月日
      2015-12-07 – 2015-12-07
  • [学会発表] Laser-assisted field evaporation: Time-dependent density functional theory2015

    • 著者名/発表者名
      E. P. Silaeva, K..Uchida, Y. Suzuki, K. Watanabe
    • 学会等名
      Workshop MEXAT
    • 発表場所
      University of Rouen, Rouen, France
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-Principles Calculations of Field Evaporation Dynamics in High Electrostatic and Laser Fields2015

    • 著者名/発表者名
      K..Uchida, E. P. Silaeva, Y..Suzuki, K. Watanabe
    • 学会等名
      The 18th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
    • 発表場所
      Institute for Solid State Physics (ISSP), the University of Tokyo, Kashiwa, Japan
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Secondary Electron Emission and Transimittance of Multilayer Graphene upon Electron Impact with TDDFT2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ueda, H. Miyauchi, Y. Suzuki, K. Watanabe
    • 学会等名
      The 18th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
    • 発表場所
      Institute for Solid State Physics (ISSP), the University of Tokyo, Kashiwa, Japan
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Mixed Quantum-Classical Dynamics Methods for Strong-Field Processes: The Exact Factorization Approach2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, K. Watanabe, A. Abedi, F. Agostini, S. K. Min, N. T. Maitra, E. K. U. Gross
    • 学会等名
      The 18th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
    • 発表場所
      Institute for Solid State Physics (ISSP), the University of Tokyo, Kashiwa, Japan
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic Excitation of Silicene Nanoribbons under Laser Pulse by Time-Dependent Density Functional Theory2015

    • 著者名/発表者名
      S. Miyauchi, Y. Suzuki, K. Watanabe
    • 学会等名
      The 18th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
    • 発表場所
      Institute for Solid State Physics (ISSP), the University of Tokyo, Kashiwa, Japan
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron-ion dynamical simulation for laser-assisted atom probe tomography2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺一之
    • 学会等名
      CMSI サブ課題B 研究会
    • 発表場所
      神奈川県三浦市・マホロバ・マインズ三浦
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-28
  • [学会発表] 電子・核全波動関数厳密分割理論と時間依存密度汎関数理論に基づく励起状態電子・核ダイナミクス計算手法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木康光
    • 学会等名
      研究会「非断熱量子動力学とその周辺」
    • 発表場所
      東京大学 駒場キャンパス
    • 年月日
      2015-09-20 – 2015-09-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子・核全波動関数厳密分割理論と時間依存密度汎関数理論に基づく強レーザー場中の励起状態分子における電子・核ダイナミクスの研究2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木康光, 渡辺一之, A. Abedi, F. Agostini, S. K. Min, N. T. Maitra, E. K. U. Gross
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府 関西大学 千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-19 – 2015-09-19
  • [学会発表] TDDFTによる層状グラフェンの二次電子放出と減衰効果2015

    • 著者名/発表者名
      上田純裕, 鈴木康光, 渡辺一之
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府 関西大学 千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [学会発表] 強電界およびレーザー照射下Sinクラスターの励起電子状態の第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      内田一樹, Elena Silaeva, 鈴木康光, 渡辺一之
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府 関西大学 千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [学会発表] Electron Scattering and Secondary Electron Emission of Multilayer Graphene by Time-Dependent Density Functional Theory Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, Y. Ueda, Y. Suzuki
    • 学会等名
      Psi-k 2015 Conference
    • 発表場所
      San Sebastian・Kursaal Congress Centre
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-matter interaction in ultra-high DC fields: first-principles calculations2015

    • 著者名/発表者名
      E.P. Silaeva, K. Uchida, K. Watanabe, M.L. Karahka, H.J. Kreuzer, A. Vella
    • 学会等名
      International Conference on Laser Ablation (COLA-2015)
    • 発表場所
      Cairns, Australia, Pullman Cairns International Hotel
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-08-31
    • 国際学会
  • [備考] 東京理科大学 渡辺一之 論文・著書・学会発表

    • URL

      http://www.tus.ac.jp/fac_grad/p/achievement.php?c5e

  • [備考] 東京理科大学 渡辺研究室 最近の論文

    • URL

      http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/~watlab/

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公開日: 2017-01-06  

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