サブnmギャップを持つメタ表面の量子効果解明と機械学習による高機能化設計
使用机器学习阐明亚纳米间隙超表面的量子效应和高性能设计
基本信息
- 批准号:20J00449
- 负责人:
- 金额:$ 2.58万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-04-24 至 2023-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本課題では,これまでに量子力学的効果がメタ表面の光物性に及ぼす影響を時間依存密度汎関数理論(TDDFT)に基づく第一原理計算を用いて解析してきた.TDDFTは電子の量子性を扱う上で有効な手法だが,計算コストが非常に大きい問題点を有する.具体的には金属ナノ粒子を構成する伝導電子全てをそれぞれ独立な電子軌道として扱うため,ナノ粒子のサイズが大きくなるにつれ計算コストが爆発的に増加するという点である.そのため,TDDFTにより計算可能な金属ナノ粒子のサイズは,世界有数のスーパーコンピュータである富岳を用いたとしても10nm程度に留まる.一方,実際の実験や応用面でよく用いられる金属ナノ粒子のサイズは数十nmであり,理論計算と実用におけるこのようなスケールの差異解消は急務だった.そこで令和3年度ではTDDFTに代わり,近年プラズモニクス分野で注目を集める量子流体理論(QHT)に基づく新しい計算手法・コードを開発し,粒径数十nm以上の金属ナノ粒子を計算可能にした.QHTは電子の集団的運動を流体として記述する理論であるため,TDDFTのように多くの電子軌道を必要としない.しかし,QHTはその基礎方程式中に数値的不安定性を持つ項が含まれるため,これまでに非線形光学応答現象への適用が制限されていた.そこで本課題では,QHTの基礎方程式から1軌道の有効Schroedinger方程式(ESE)が導出できることを示し,このESEを直接解くことで,TDDFTに比べ低い計算コストを保ちつつ数値的不安定性を解消できることを実演した.また,基底状態,線形応答,非線形応答のすべてにおいて, TDDFTとESEによる計算結果が妥当な範囲内で一致することを示した.本成果はOptics Express誌に掲載され,Editors' Pickとしてハイライトされた.
In this project, we compare the results of quantum mechanics on the optical properties of the surface and the effects on the time-dependent density theory (TDDFT). The first principle calculation is based on the first-principle calculation of the quantum properties of TDDFT electrons. there are some techniques on the quantum physics of TDDFT computers. The calculation temperature is very large, and the problem points are not available. The specific metal particles can be used to calculate the total temperature of the lead electrons. they are the independent computers of the whole computer, and the particulates are very important for the calculation of the temperature of the fire. the temperature of the explosion is very high, and the temperature of the explosion is very high. The temperature of the TDDFT may be affected by the temperature of the metal. There are several important information systems in the world that are widely used in the world. On the one hand, the use of metal particles is very important in the world. On the one hand, there are dozens of nm applications in the world. In terms of theory and calculation, there is a significant difference in the resolution of urgent business requirements. This is the most important thing in the world. On the one hand, there is a significant increase in the number of nm particles in the world. In recent years, much attention has been paid to the development of quantum fluid theory (QHT). The calculation of metal particles with a particle size of more than tens of nm may be very popular. The dynamic fluid dynamics of the QHT computer set is very important. The theory of dynamic fluid dynamics is very important, and it is necessary to use the multi-channel computer system of TDDFT. The uneasy nature of the number in the QHT basic equation contains the uneasy definition of the number, the non-shaped optical response, the limit of the system, the limit of this problem, the QHT basic equation, the Schroedinger equation (ESE), the Schroedinger equation (ESE), and the direct solution of the equation. TDDFT is compared to the uneasy nature of the calculation of the number of security data. The results show that the results of the calculation of the base state, the base state, the shape, the non-shape, the TDDFT, the ESE, the results of the calculation are in the proper range. The results show that the results are consistent in the range of the results. The results show that the results of the calculation are consistent.
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
極限的なパルス光の伝搬を記述する第一原理シミュレーション
描述极端脉冲光传播的第一原理模拟
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:錦野達郎;竹川宜宏,岸川淳一;廣瀬未果;本間道夫;加藤貴之;今田勝巳;矢花一浩,山田俊介,竹内嵩
- 通讯作者:矢花一浩,山田俊介,竹内嵩
金属ナノ構造の非線形光学応答解析 ―有効Schroedinger方程式に基づく数値解析法の開発―
金属纳米结构的非线性光学响应分析 - 基于有效薛定谔方程的数值分析方法的开发 -
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Katsunari Ashimine;Hiroshi Shigetaka;Tatsumi Fujiyoshi;Hirotsugu Yamamoto;竹内嵩,矢花一浩
- 通讯作者:竹内嵩,矢花一浩
Large Third-Order Nonlinear Optical Effect Induced by Plasmonic Metasurface with Sub-nm Gaps
亚纳米间隙等离子体超表面引起的大三阶非线性光学效应
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:篠崎鉄哉;澤井祐紀;松本弾;谷川晃一朗;Midori Kirihara;T. Takeuchi and K. Yabana
- 通讯作者:T. Takeuchi and K. Yabana
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
竹内 嵩其他文献
竹内 嵩的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
相似海外基金
半導体ナノ構造と原子スケール欠陥による非線形光学応答の第一原理計算に基づく研究
基于半导体纳米结构和原子级缺陷引起的非线性光学响应第一性原理计算的研究
- 批准号:
24K06922 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Investigation of modified water vibration by surrounding molecules via operand nonlinear optical response
通过操作数非线性光学响应研究周围分子改变的水振动
- 批准号:
23K19257 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Assemblies of Metal Nanoparticles and Single Quantum Dots with Low-Power, Ultrafast Nonlinear Optical Response
具有低功率、超快非线性光学响应的金属纳米颗粒和单量子点组件
- 批准号:
1905135 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Standard Grant
Theoretical analysis of nonlinear optical response in Rashba electron system with broken time inversion symmetry
时间反演对称性破缺的Rashba电子系统非线性光学响应的理论分析
- 批准号:
18K03527 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
超強結合状態における共振器ポラリトンの超高速非線形光学応答の解明
超强耦合态谐振器极化子超快非线性光学响应的阐明
- 批准号:
16J11890 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Realization of ultrafast and efficient nonlinear optical response due to complete resonance of optical and excitonic waves
由于光波和激子波的完全共振,实现超快、高效的非线性光学响应
- 批准号:
15K05133 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
開殻ナノ構造体の非線形光学応答物性に関する理論研究
开壳纳米结构非线性光学响应特性的理论研究
- 批准号:
15J04949 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Design of plasmonic nanostructures for an enhanced control over their ultrafast nonlinear optical response.
设计等离子体纳米结构,以增强对其超快非线性光学响应的控制。
- 批准号:
EP/J015393/1 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Research Grant
Ultrafast nonlinear optical response of metallic nanostructures: Collective effects and hybrid materials
金属纳米结构的超快非线性光学响应:集体效应和混合材料
- 批准号:
223324884 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Priority Programmes
Optimizing the Nonlinear Optical Response from Nanoantenna Arrays for Frequency Up-Conversion for Solar Cells
优化纳米天线阵列的非线性光学响应,用于太阳能电池的上变频
- 批准号:
1028568 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Continuing Grant