2017 Fiscal Year Annual Research Report
Ab initio simulation study on attosecond photoemission delay
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16H03881
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石川 顕一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70344025)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 健 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30507091)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 応用光学・量子光工学 / アト秒科学 / 量子エレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、高強度レーザーパルスやアト秒光パルス下における多電子ダイナミクスを、現実的な計算時間で正確に第一原理的に計算することができる時間依存多配置自己無撞着場法を開発している。本研究では、この手法によるシミュレーションを用いて、アト秒光パスルによるNeのイオン化実験で発見された、2s軌道および2p軌道由来の光電子放出の間に見られる時間差（光電子放出遅延）を再現し、そのメカニズムを解明する。前年度までに、効率的な計算境界である無限範囲外部複素スケーリングの実装に成功し、当該年度はシミュレーションの結果得られた時間依存の波動関数から、光電子エネルギースペクトルを抽出する手法を開発した。ナイーブに考えると、光電子エネルギースペクトルは、イオン化によって放出される電子波束を空間的にフーリエ変換することで得られる。しかし、そのためには波動関数全体をシミュレーション領域内に保持している必要があり、巨大なシミュレーション領域が必要で計算時間が膨大になるうえ、せっかく前年度に導入に成功した効率的な吸収境界である無限範囲外部複素スケーリングを生かすことができない。そこで、我々は、原子核を内包する表面を通過する電子フラックスを積分することで光電子エネルギースペクトルを計算するt-SURFF法を適用することにした。この方法はミュンヘン大学のScrinziらによって発案されたが、これまでは1電子系でしか使われていなかった。これを我々ははじめて多電子系の時間依存多配置自己無撞着場法コードに実装することに成功し、角度分解光電子エネルギースペクトルを従来の20分の1の時間で高速に計算することを可能にした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
吸収境界の高度化によって5倍の高速化を実現し、さらに角度分解エネルギースペクトルを計算するtSURFF法をシミュレーションコードに実装したことで、光電子スペクトルを従来の20倍高速に計算できるようになった。光電子放出遅延実験の再現シミュレーションを行う準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、先進的な吸収境界である無限範囲外部複素スケーリングの実装と、それを利用して高速に角度分解エネルギースペクトルを計算するtSURFF法のシミュレーションコードへの実装に成功した。これを利用して、時間依存多配置自己無撞着場法を用いて、光電子放出遅延実験の再現シミュレーションを行う。また、光電子放出遅延に密接に関係するウィグナー遅延時間を、 2波長自由電子レーザーを用いて測定する方法を提案する。
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[Journal Article] Observation and Control of Laser-Enabled Auger Decay2017
Author(s)
D. Iablonskyi, K. Ueda, K. L. Ishikawa, A. S. Kheifets, P. Carpeggiani, M. Reduzzi, H. Ahmadi, A. Comby, G. Sansone, T. Csizmadia, S. Kuehn, E. Ovcharenko, T.Mazza, M. Meyer, A. Fischer, C. Callegari, O. Plekan, P. Finetti, E. Allaria, E. Ferrari, E. Roussel, D. Gauthier, L. Giannessi, and K. C. Prince
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 119
Pages: 073203-1~5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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