Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
佐藤 駿丞*; 矢花 一浩*; 篠原 康*; 乙部 智仁; Lee, K.-M.*; Bertsch, G. F.*
Physical Review B, 92(20), p.205413_1 - 205413_6, 2015/11
被引用回数：46 パーセンタイル：84.85(Materials Science, Multidisciplinary)超短パルスレーザー照射による
水晶のダメージ機構とナノ粒子生成の系統的予測のために、レーザーから物質へのエネルギー移行を計算した。計算は時間依存密度汎関数理論に基づいた多階層シミュレーションを行った。計算結果から、固体内部での電子へのエネルギー移行は局所的な電磁場強度により正確に予測でき、エネルギー吸収量はKeldysh方程式により再現できることが分かった。また、損傷閾値と物質の融解閾値は近い値を示し、結合エネルギーから予測したアブレーション閾値は実験値より高くなった。このアブレーション閾値の課題評価は非熱的効果の重要性を示すものである。一方で計算値で予測したアブレーションの深さは実験とよく一致した。
佐藤 駿丞*; 矢花 一浩; 篠原 康*; 乙部 智仁; Bertsch, G. F.*
Physical Review B, 89(6), p.064304_1 - 064304_8, 2014/02
被引用回数：62 パーセンタイル：89.98(Materials Science, Multidisciplinary)時間依存Kohn-Sham方程式を用いて高強度レーザー照射後の結晶シリコンの誘電関数を計算した。誘電関数の実部については、電子励起プラズマ生成による非平衡状態の特徴である低エネルギー領域での負の発散がみられた。また我々は誘電関数の虚部においても負の値を取ることを発見した。
篠原 康*; 佐藤 駿丞*; 矢花 一浩*; 岩田 潤一*; 乙部 智仁; Bertsch, G. F.*
Journal of Chemical Physics, 137(22), p.22A527_1 - 22A527_8, 2012/08
被引用回数：25 パーセンタイル：67.85(Chemistry, Physical)時間依存密度汎関数法(TDDFT)は強光子場による励起過程の取り扱いにおいて強力な理論となっている。本研究ではTDDFTを超短パルスレーザーによる半金属(アンチモン)のコヒーレントフォノンの生成過程に適応した。アンチモンはその大きなフォノン-電子相互作用と違うフォノン生成過程が混在している系として注目されている。われわれの計算では多くのアンチモンのコヒーレントフォノンの定性的特徴の再現に成功した。
矢花 一浩*; 杉山 健*; 篠原 康*; 乙部 智仁; Bertsch, G. F.*
Physical Review B, 85(4), p.045134_1 - 045134_11, 2012/01
被引用回数：187 パーセンタイル：97.94(Materials Science, Multidisciplinary)時間依存密度汎関数法とMaxwell方程式を結合させ結晶シリコンと強い電磁場の相互作用の記述を行った。その結果、レーザーの強度によって幾つかの違った応答領域が見られた。比較的弱いレーザーは誘電関数に従った応答を見せるが、レーザー強度が2
10
W/cm
を超えると非線形な応答が見られる。この領域では1原子あたりのエネルギー吸収量が1eVを超え、反射率の変化が見られる。さらに強いレーザーではプラズマが生成されそれによる反射が見られた。
矢花 一浩*; 篠原 康*; 乙部 智仁; 岩田 潤一*; Bertsch, G. F.*
Procedia Computer Science, 4, p.852 - 859, 2011/00
被引用回数：2 パーセンタイル：60.86(Computer Science, Theory & Methods)結晶中の多電子ダイナミクスの第一原理計算に基づく計算手法を開発した。本手法は時間依存密度汎関数法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ものである。計算はブッロホ位相について並列化し、高い並列効率を実現した。その一例としてシリコン中電子の強レーザー場中でのダイナミクスの結果を提示する。
篠原 康*; 矢花 一浩*; 川下 洋輔*; 岩田 潤一*; 乙部 智仁; Bertsch, G. F.*
Physical Review B, 82(15), p.155110_1 - 155110_10, 2010/10
被引用回数：63 パーセンタイル：88.63(Materials Science, Multidisciplinary)時間依存密度汎関数法(TDDFT)を強レーザー場によるシリコンでのコヒーレントフォノン発生の記述に適応した。われわれの計算は以下のような主な実験的事実を再現した。(1)偏光方向依存性,(2)レーザーの振動数が直接ギャップ以上になった場合のフォノンの増強,(3)振動数をバンドギャップ以下から以上になるときの位相の変化。TDDFTはラマン散乱と電子励起という二つのフォノン励起機構の違いを再現することを明らかにした。計算により得られたフォノン振動の位相は実験結果と定性的に一致した。さらにレーザーの振動数がバンドギャップより遥かに高くなると既存のモデル計算では現れない現象がある可能性を示唆した。
篠原 康*; 川下 洋輔*; 岩田 潤一*; 矢花 一浩*; 乙部 智仁; Bertsch, G. F.*
Journal of Physics; Condensed Matter, 22(38), p.384212_1 - 384212_4, 2010/09
被引用回数：13 パーセンタイル：50.83(Physics, Condensed Matter)時間依存密度汎関数法に基づいたダイアモンド内部のコヒーレントフォノンの第一原理計算を行った。時間依存Kohn-Sham方程式を実時間実空間法を用いて解き短パルスレーザーと結晶中の電子ダイナミクスを計算した。その結果イオンに働く力の選択則について計算結果と実験結果が定性的に一致することがわかった。
乙部 智仁; 山極 満; 岩田 潤一*; 矢花 一浩*; 中務 孝*; Bertsch, G. F.*
Physical Review B, 77(16), p.165104_1 - 165104_5, 2008/04
被引用回数：154 パーセンタイル：96.78(Materials Science, Multidisciplinary)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710
W/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。
乙部 智仁; 山極 満; 岩田 潤一*; 矢花 一浩*; 中務 孝*; Bertsch, G. F.*
RIKEN Accelerator Progress Report, Vol.41, P. 185, 2008/00
レーザーによる誘電体の絶縁破壊過程を初めて第一原理的手法によりシミュレートした。計算は代表的誘電体としてダイアモンドとし、レーザー照射によるエネルギー吸収と伝導電子の変化及び表面電化による内部電場の変化を計算した。その結果絶縁破壊が起こると外場と内部電場の位相が大きくずれ、それ以降のエネルギー吸収及び電子励起が起きないことがわかった。
乙部 智仁; 山極 満; 矢花 一浩*; 岩田 潤一*; 中務 孝*; Bertsch, G. F.*
no journal, ,
物質のレーザーによる加工及び制御において重要な過程である、電子の励起過程を時間依存密度汎関数法を用いて第一原理的に計算をした。その結果、透明な誘電体がレーザーによって絶縁崩壊を起こし、金属的振る舞いをする過程の詳細がわかってきた。特に絶縁崩壊後において励起電子が自由電子として振舞いプラズマ振動を起こしていることがわかった。その詳細とエネルギー吸収,光学応答の時間変化について発表を行う。
乙部 智仁; 篠原 康*; 佐藤 駿丞*; 矢花 一浩; Bertsch, G. F.*
no journal, ,
本研究では、強い周期的電場に曝された誘電体の代表的な光物性変化であり、超高速な光スイッチに繋がる現象としても注目されている、動的Franz-Keldysh効果(DFKE)の解明を目指している。DFKEに対する理論研究は過去幾つか報告されているが、時間分解分光による誘電関数の時間変化を扱えるものは未だない状況である。我々は二つのアプローチからDFKEの理論研究を行った。まず一つ目に、時間依存密度汎関数法(TDDFT)に基づいた第一原理シミュレーションによるダイアモンドの中赤外光Pump-紫外光Probe数値実験を行った。その結果、Pump光の比較的弱いときにはDFKEによる物性変化の時間変化と、光電場の位相が大きくずれており、Pump光強度を増大させるに従って位相は一致して行くことが分かった。次に我々は、このようなPump-Probe実験に対応した誘電関数を計算する解析的理論を、Houston関数とパラボリックバンドを仮定して構築した。その結果、上記の第一原理シミュレーション結果を定性的に再現することができた。
乙部 智仁; 篠原 康*; 佐藤 駿丞*; 矢花 一浩; Bertsch, G. F.*
no journal, ,
本研究では、強い周期的電場に曝された誘電体の代表的な光物性変化であり、超高速な光スイッチに繋がる現象としても注目されている、動的Franz-Keldysh効果(DFKE)の解明を目指している。DFKEに対する理論研究は過去幾つか報告されているが、時間分解分光による誘電関数の時間変化を扱えるものは未だない状況である。我々は二つのアプローチからDFKEの理論研究を行った。まず一つ目に、時間依存密度汎関数法(TDDFT)に基づいた第一原理シミュレーション によるダイアモンドの中赤外光Pump-紫外光Probe数値実験を行った。その結果、Pump光の比較的弱い時にはDFKEによる物性変化の時間変化と、光電場の位相が大きくずれており、Pump光強度を増大させるに従って位相は一致して行くことが分かった。次に我々は、このようなPump-Probe実験に対応した誘電関数を計算する解析的理論を、Houston関数とパラボリックバンドを仮定して構築した。その結果上記の第一原理シミュレーション結果を定性的に再現することができた。
乙部 智仁; 矢花 一浩*; 篠原 康*; 佐藤 駿丞*; Bertsch, G. F.*
no journal, ,
本研究では、長年固体電子励起過程の解析的理論として利用されているKeldyshの理論式を再構築することで、各多光子過程の寄与や電子-空孔対のBloch位相空間上での分布を解析できるようにした。
乙部 智仁; 篠原 康*; 佐藤 駿丞*; 矢花 一浩*; Bertsch, G. F.*
no journal, ,
時間依存での光物性変化である動的フランツーケルディッシュ効果(DFKE)を、フェムト秒程度の時間分解能で理論的に解析した。理論手法として第一原理実時間計算によるPump-Probe数値実験と解析的理論式の導出を行った。その結果、二つのアプローチは定性的に一致し、DFKEの特徴的振る舞いは誘電関数の変化とPump光電場の位相のズレであることを見出した。この位相のズレは、電場強度に対して敏感に変化することが分かった。
