動的Franz-Keldysh効果の第一原理実時間シミュレーション

First-principle real-time simulation for dynamical Franz-Keldysh effect

乙部 智仁; 篠原 康*; 佐藤 駿丞*; 矢花 一浩*

Otobe, Tomohito; Shinohara, Yasushi*; Sato, Shunsuke*; Yabana, Kazuhiro*

強い定常電場及び中赤外光に曝されたダイアモンドの光学応答変化を時間依存密度汎関数法を用いて計算した。計算は時間依存Kohn-Sham方程式を空間的に一様なベクトルポテンシャルを想定して実時間実空間法を用いて解くことで行った。その結果Franz-Keldysh効果の特徴であるバンドギャップ以下での吸収係数の増加とバンドギャップより上のエネルギー領域での吸収係数の振動(Franz-Keldysh振動)を再現することに成功した

We calculate the modulation of the optical properties of a diamond under the intense static fields and intense mid-infrared (MIR) light fields employing the time-dependent density functional theory (TDDFT). We solve the time-dependent Khon-Sham equation with real-time and -space method under time-dependent vector fields. Our results reproduce the exponentially tail of absorption below the band gap and the Franz-Keldysh oscillation above the band gap. We found that the absorption below the gap oscillates with the electric field and the adiabatic approximation is valid for higher laser intensity.