固体からの高次高調波スペクトルの励起過程による変化の第一原理計算

First-principle calculation for electron excitation process dependence on high-harmonic generation

乙部 智仁; 矢花 一浩*

Otobe, Tomohito; Yabana, Kazuhiro*

アトフェムト秒領域の超短パルスレーザーによる固体中の電子ダイナミクスの観測及び制御に向けた研究が近年盛んである。われわれは時間依存密度汎関数法(TDDFT)を用いて超短パルスレーザーによる多光子吸収及びトンネル効果による励起過程の記述とこれら励起過程の違いによる高次高調波発生の変化を調べた。計算結果からいわゆる高次高調波には定性的変化は見られなかったが、実励起した電子とホールの再結合による部分を取り出すと大きな違いがあることがわかった。多光子吸収が支配的な時は離散的な発光スペクトルとなるが、トンネル効果が支配的な領域では構造のない連続的な発光となることがわかった。

We present the first-principles description for the non-linear excitation in dielectrics induced by an optical field and would like to present the new approach to probe electron excitation process. 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. We distinguish the high harmonic generation by electron-hole recombination by Fourier transformation of electronic current after laser filed ends. We find the spectrum of this electric field presents the detail of the electron excitation process, multi-photon absorption and tunnel effect.