光に起因する多電子ダイナミクスの量子シミュレーション

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540369
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 矢花 一浩 筑波大学, 物理学系, 教授 (70192789)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中務 孝 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40333786)
• Keywords: 第一原理計算 / 光吸収 / シミュレーション / 時間依存密度汎関数法 / 強光子場 / 超短パルスレーザー

Research Abstract

時間依存密度汎関数法を基礎理論として、光と物質の相互作用に対する第一原理計算に基づく研究を進展させた。時間依存Kohn-Sham方程式の実時間・実空間解法を特色として、多電子ダイナミクスに対する量子論的シミュレーション法を進展させた。
本年度の成果の一つは、超短パルスレーザーと原子分子系の相互作用に関して、強光子場中でのトンネルイオン化のメカニズムに関する研究の進展が挙げられる。これまで計算が行われていない水素分子、ヘリウム原子より大きい多電子原子・分子に対するトンネルイオン化率の第一原理計算を初めて行い、イオン化のメカニズムに関する重要な知見が得られた。特にHOMO軌道の性質とイオン化率の関連、強光子場により誘起された分極のイオン化率にもたらす効果が挙げられる。
他の成果として真空紫外光吸収スペクトルに関する分析の発展がある。一般に価電子による光吸収の振動子強度はイオン化ポテンシャルより上のエネルギー領域に集中し分子の構造を反映した分布を示す。小さい分子を除くとそれらの振動子強度分布の理論的な解明は稀である。我々は電子連続状態との結合を考慮した時間依存密度汎関数法により、C3H6分子の異性体を例に、分子の構造と連続スペクトルの様相に関する定量的な分析を進めた。
電子励起状態に対する実空間計算の新しい方法として、エネルギー汎関数を直接最小化しRPA固有エネルギーを計算する新しい解法を提案した。

Research Products

• [Publications] T.Nakatsukasa: "3D real-space calculation of the continuum response"Progress of Theoretical Physics Supplement. 146. 447 (2002)
• [Publications] A.Muta: "Solving the RPA eigenvalue equation in real-space"Progress of Theoretical Physics. 108. 1065 (2002)