权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Multiply-extreme nano-photonics developed by first-principles calculation

第一性原理计算开发的多重极端纳米光子学

基本信息

批准号：
20H02649
负责人：
矢花一浩
金额：
$ 11.15万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

本研究は、物質科学の第一原理計算に基づく新しい光科学計算手法を発展させ、光のパルス長と強度そして物質のサイズを組み合わせて可能になる多様な非線形・非局所光応答現象を解明することを目的としている。本年度、以下に述べる進展があった。金属ナノ粒子の光応答に現れる量子現象に対して、昨年度量子流体模型に基づく記述を発展させた。これを用いて、ジェリウム模型に基づき金属ナノ粒子の持つ３次の非線形光応答に関する分析を行なった。これまでナノ粒子の表面における量子効果である電子染み出しが、線形プラズマ応答に与える影響に関心が持たれているが、本研究では３次の非線形光応答に対しても、表面の量子染み出しが重要な効果をもたらすことを明らかにした。昨年度、高強度パルス光が物質表面に斜方入射する問題を１次元的な伝搬の方程式に変換し、第一原理計算に基づく光伝搬計算が可能になる方法を開発した。本年度はこの方法をシリコンの表面に対して応用し、無反射となるブリュスター角が光の強度と共にどのように変化するかを明らかにし、方法論といくつかの例を示した論文を出版した。高次高調波発生は、高強度パルス光が誘電体に照射する場合に普遍的に見られる現象であり、紫外光や軟X線パルスを発生させるデバイス原理として注目されている。固体からの高次高調波発生では、物質とレーザーの極めて多くの要素が関わることから、統一的な描像を得ることが容易ではない。本研究では第一原理計算に基づき、パルス長による高次高調波発生の変化、有限温度効果による原子位置の揺らぎの効果、薄膜中を伝搬することの効果と反射波・透過波に現れる高次高調波の特徴などを解明した。

This study is based on the first principles calculation of matter science. It is a new method of optical science calculation. It is possible to solve the multi-linear and non-local optical phenomena by developing the length and intensity of light. This year, the following is a summary of the progress made. Quantum phenomena related to the optical response of metal particles have been described in the quantum fluid model of last year. This paper presents a three-dimensional nonlinear optical response analysis of metal particles based on the model. The quantum effect of electron dye on the surface of particles, the linear effect and the influence of electron dye on the surface of particles are of great concern. In this study, the quantum effect of electron dye on the surface of particles is of great importance. In the past year, the problem of oblique incidence of high-intensity light on the surface of matter has been solved by transforming the equation of first-dimensional light transfer and calculating the possibility of first-principle light transfer. This year, the paper was published on the basis of examples of methodology and light intensity. High order and high intensity light emission is common in the case of dielectric irradiation, such as ultraviolet light and soft X-ray emission. The high order high frequency wave generation of solids, substances, poles, elements, unified images, etc. is easy to generate. In this study, the characteristics of high-order high-frequency waves generated by first-principle calculation, high-frequency wave generation, high-frequency wave