First-principles study of light-matter interactions on semiconducting metasurfaces
半导体超表面上光与物质相互作用的第一性原理研究
基本信息
- 批准号:20K15194
- 负责人:
- 金额:$ 2.16万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では、第一原理的な電子ダイナミクス計算をもちい、強レーザー場中のナノ物質における光応答計算の手法開発を行う。さらに、同手法を応用して、ナノ粒子・メタ表面による高効率非線形光学変換デバイス設計を試みることを目標とする。本年度は以下の進展があった。(1)本研究では、斜方入射した高強度パルス光が物質表面で引き起こす非線形光学応答の計算手法の構築をおこなっている。今回、定式化した数値計算手法を駆使し、シリコンナノ薄膜表面のブリュースター角(無反射)入射条件下の非線形効果による高調波発生・屈折率変化・反射率変化のデモンストレーションを行った。開発した手法と応用計算について学術雑誌への投稿(Optics Express誌)を行った。(2)オープンソースの第一原理計算コード「SALMON」に半導体ブロッホ方程式とマクスウェル方程式の結合手法による非線形ナノフォトニクスシミュレータを実装し、任意形状の3次元ナノ構造(ナノ粒子・メタ表面)などの光学応答計算が可能とした。上記の拡張を施した次期バージョンはWebサイト上で現在公開されている。(https://salmon-tddft.jp/)(3)上記手法をもちいて、シリコンナノ薄膜、ナノ粒子、また表面のグレーティング構造の非線形光学特性の予測を試みた。3-9次の高調波・高次高調波発生を再現できるほか、変換効率のナノ構造形状などパラメータ依存性を調査を行った。同成果について学会発表を行った(光物性研究会、応用物理学会)
In this paper, we develop a method for calculating the optical response of a substance in a strong magnetic field based on the first principles of electron spectroscopy. The same method is used to design high-efficiency non-linear optical switches. The following progress has been made during the year. (1) In this study, the construction of calculation methods for nonlinear optical responses was studied by using high intensity light of oblique incidence on the surface of matter. In this paper, the numerical value calculation method is used to calculate the high-intensity wave generation, refractive index change, reflectance change and non-linear effect under the incident condition of thin film surface. Open the way to use computing to publish academic journals (Optics Express). (2) The first-principles calculation of the Oraplonson's "SALMON" is a combination of the semiconductor brorhoff equation and the Maxi-Sisal equation. The non-linear Naona structure can be implemented in reality, and the optical response calculation of the three-dimensional Naona structure of any shape (Naona particles·surface) can be made possible. In the second half of this year, the company announced that it would open its website to the public. (https://salmon-tddft.jp/)(3) Prediction of nonlinear optical properties of thin films, particles, and surface structures recorded above. 3-9 Investigation of the structural shape and the dependence of the change rate of the generation of the second and third high-order high-frequency waves Research Institute of Optophysical Properties, Institute of Applied Physics
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
「富岳」を用いた1万超の原子を含むナノ物質の超高速光応答シミュレーションに成功
使用“Fugaku”成功模拟含有10,000多个原子的纳米材料的超快光学响应
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
第一原理計算によるIII-V族化合物半導体の非線形光学効果のシミュレーション
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- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:木原康輝;植本光治
- 通讯作者:植本光治
First-principles study of ultrafast and nonlinear optical properties of graphite thin films
- DOI:10.1103/physrevb.103.085433
- 发表时间:2020-09
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:M. Uemoto;Shintaro Kurata;Norihito Kawaguchi;K. Yabana
- 通讯作者:M. Uemoto;Shintaro Kurata;Norihito Kawaguchi;K. Yabana
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- DOI:
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- 影响因子:0
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- 影响因子:0
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
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- DOI:
- 发表时间:
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- 影响因子:0
- 作者:
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自見圭司,小木津武樹
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- 批准号:
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