First-principles calculation of the electron dynamics in crystalline SiO

SiO結晶内の電子ダイナミクスの第一原理計算

乙部 智仁; 矢花 一浩*; 岩田 潤一*

Otobe, Tomohito; Yabana, Kazuhiro*; Iwata, Junichi*

ガラス及びその結晶である水晶のレーザー加工,制御に大きな注目が集まっている。本研究では-qartzの電子ダイナミクスを時間依存密度汎関数法に基づき実時間実空間法によってシミュレートした。計算は線形応答領域の弱い光から大強度レーザーまでを行いその二つの領域でわれわれの計算手法が十分な解析を可能にするものであることがわかった。弱い光に関しては誘電関数及び誘電率の記述を行い実験に近い結果が出ることを確認した。また大強度レーザーによる電子応答は光絶縁破壊までを記述できている。また絶縁破壊が起こる過程での物理現象を以前計算したダイアモンドとの場合と比較しその特徴を調べた。

We present the first-principles description for electron dynamics in crystalline SiO induced by a spatially uniform external electric field. We rely upon the time-dependent density-functional theory with the adiabatic local-density approximation and a real-space and real-time method is employed to solve the time-dependent Kohn-Sham equation. The calculations are achieved for both weak and intense regimes. The response to the weak field provides us with the information on dielectric function, while the response to the intense field shows optical dielectric breakdown. We discuss the critical threshold for the dielectric breakdown of crystalline SiO, in comparison with the results for diamond.