First-principles electron dynamics simulation for optical breakdown of dielectrics under an intense laser field

強レーザー場中にある誘電体の絶縁破壊過程の第一原理シミュレーション

乙部 智仁; 山極 満; 岩田 潤一*; 矢花 一浩*; 中務 孝*; Bertsch, G. F.*

Otobe, Tomohito; Yamagiwa, Mitsuru; Iwata, Junichi*; Yabana, Kazuhiro*; Nakatsukasa, Takashi*; Bertsch, G. F.*

われわれは誘電体の光絶縁破壊の第一原理シミュレーションを初めて行った。計算は時間依存密度汎関数法(TD-DFT)の基礎方程式である時間依存Kohn-Sham方程式を実時間実空間法を用いて解くことで行った。計算結果から710W/cm辺りのレーザー強度から電子の応答が大きく変わることがわかった。またレーザー照射後に励起電子によるプラズマ振動が残ることがわかった。

We present a first-principle calculation for optical dielectric breakdown induced by an intense laser field. We employ the time-dependent density-functional theory, solving the time-dependent Kohn-Sham equation in real time and real space. The calculation shows a qualitative change of electron dynamics as the laser intensity increase, above 710 W/cm. Following the pulse, the excited electron exhibit a coherent plasma oscillation.