Attosecond electron dynamics with linear combination of floating Gaussian type basis function

動的なガウス型基底関数の線型結合によるアト秒の電子ダイナミクス

朽津 敬史*; 立川 仁典*; 志賀 基之   

Kuchitsu, Takashi*; Tachikawa, Masanori*; Shiga, Motoyuki

パルスレーザーにより電子状態を制御すると、通常の状態とは異なる多様なダイナミクスが見られるが、この現象のシミュレーションを行うためにはアト秒からフェムト秒の間の電子状態の変化を追跡することが必要で、その技術はまだあまり進歩していない。本研究では、その候補として電子状態を動的なガウス基底関数の重ね合わせで記述することによって第一原理的に計算する手法を述べ、その手法により水素原子やヘリウム原子が急激に変化する電場の中でどう応答するかを数値的に観察した。

A new approach to electron dynamics in molecular system is developed, which combines molecular orbital (MO) scheme and Gaussian wave packet dynamics. The time-dependent electronic wavefunction is described by the linear combination of atomic orbitals (LCAO) using frozen-width floating Gaussian wave packet basis functions. The equations of motion for the time-dependent variables, such as the LCAO coefficients, the Gaussian centers, and their phase factors of the respective basis function, are determined based on time-dependent variational principle. This technique is demonstrated for the attosecond propagation of electronic wavefunction of hydrogen and helium atoms in response to electrostatic field.