第一原理計算で探るコヒーレントフォノンの生成機構

First-principles calculation to explore mechanisms of coherent phonon generation

篠原 康*; 乙部 智仁; 岩田 潤一*; 矢花 一浩*

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

コヒーレントフォノンは、フォノンの振動周期よりも短いパルスレーザー光を固体に照射することで生じる、マクロな空間スケールで位相のそろった原子の振動運動であり、その生成機構に関して幾つかのモデルが提案されてきた。著者らは、パルス光の照射による固体中に生じるフェムト秒スケールの電子と原子核の量子ダイナミクスを時間依存密度汎関数理論に基づき非経験的に記述する計算法を開発している。その計算法をSi結晶に適応することにより、コヒーレントフォノンの生成メカニズムを定量的に明らかにすることができた。

Coherent phonon is the macroscopic coherent oscillation of atoms in a solid state generating under the ultrafast laser pulse which is shorter than the frequency of the phonon. Some physical processes for the coherent phonon have been proposed. We are studying the computational method describing the dynamics of the electron and atom employing the time-dependent density functional theory. Our computational results show the origine of the coherent phonon in Si quantitatively.