数値量子ダイナミクスによる線形および非線形応答関数の計算法の開発と応用

利用数值量子动力学的线性和非线性响应函数计算方法的开发和应用

• 批准号: 11740235
• 负责人: 飯高 敏晃
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740235/
• 关键词: 量子ダイナミクス; 非線形応答関数; アモルファス; 微結晶; 非直交基底; オーダーN; 第一原理電子状態計算; 二光子吸収; 電子状態; 差分法; シュレディンガー方程式

まず、量子ダイナミクス法を用いた線形応答関数の計算法を適用し、アモルファスシリコン中のシリコン微細結晶の光吸収におけるサイズ依存性を明らかにした(Phys.Rev.B59,10309,(1999))。これにより、一見ポテンシャル差がないアモルファス領域と微結晶領域の境界で電子波の反射が起こり電子が微結晶領域に閉じ込められる「量子サイズ効果」が存在することが明らかになった。つぎに、時間依存シュレーディンガー方程式を数値的に解く「オーダーN量子ダイナミクス法」を用いて二光子吸収係数を計算するアルゴリズムを開発した(Phys.Rev.E60,R1178,(1999))。さらに、量子ダイナミクス法を非直交基底系に拡張することに成功した(Phys.Rev.E61,R3314,(2000))。これにより、多くの電子状態計算プログラムで使用されているガウス基底のような非直交基底を利用して「オーダーN量子ダイナミクス法」の計算が行えるようになった。そして、Pd(110)表面上に吸着したエチレン分子の配置、吸着エネルギーなどを、第一原理電子状態計算により研究した(RIEKN Review,No.29,12,(2000))。計算の結果得られたエチレンの吸着サイトは、実験結果と一致しないことがわかった。不一致の原因としては、表面のPd原子の格子振動によるエントロピー効果が重要であると考えられる。この研究から得られた知見は、有限温度でPd(110)表面に吸着したエチレン分子間にはたらく、表面準位を媒介とした相互作用の研究の準備段階として不可欠なものである。

A method for calculating the linear response number in the quantum chemistry method is applied to the determination of the optical absorption dependence of fine crystals (Phys. Rev. B 59, 10309,(1999)). The reflection of electron waves in the field of microcrystals is caused by the existence of quantum crystals. The solution of the equation for numerical values is developed using the "N quantum absorption method" to calculate the two-photon absorption coefficient (Phys. Rev. E60, R1178,(1999)). The quantum method has been successfully applied to non-orthogonal base systems (Phys. Rev. E61, R3314,(2000)). The calculation of electron states in this way uses the "quantum method" to calculate the electron states on non-orthogonal bases. A study of molecular configuration, adsorption and first-principle electronic state calculation on Pd(110) surface (RIEKN Review, No. 29, 12,(2000)). The calculation results are consistent. The reason for the inconsistency is that the lattice vibration of Pd atoms on the surface is very important. The study of Pd(110) surface adsorption and surface quasi-molecular interaction is a preparation stage for the study of Pd(110) surface adsorption and finite temperature interaction.

项目成果

Iitaka T,Ebisuzaki T.: "Efficient algorithm for calculating two-photon absorption spectra."Physical Review E. 60,. R1178-80. (1999)

Iitaka T，Ebisuzaki T.：“计算双光子吸收光谱的有效算法。”物理评论 E. 60，。

Tanaka H,Ito H,Iitaka T,Ohstuki Y.: "Focusing of tunneling electron in a magnetic field."Surface Science. 441. 283-8. (1999)

Tanaka H、Ito H、Iitaka T、Ohstuki Y.：“磁场中隧道电子的聚焦。”表面科学。

Iitaka T,Ebisuzaki T.: "Calculating Feynman diagrams in time domain."Theor. Phys. & Phys. Soc. Japan. Progress of Theoretical Physics Supplement. 138. 66-71. (2000)

Iitaka T，Ebisuzaki T.：“计算时域中的费曼图。”理论。

S.Nomura,T.Iitaka et al.: "Quantum-Size effect in model nanocrystalline/amorphous"Physical Review B. 59(15). 10309-10314 (1999)

S.Nomura、T.Iitaka 等人：“纳米晶体/非晶模型中的量子尺寸效应”物理评论 B. 59(15)。

Nomura S,Iitaka T,Zhao X,Sugano T,Aoyagi Y.: "Quantum-size effect in model nanocrystalline/amorphous mixed-phase silicon structures."Physical Review B. 59. 10309-14. (1999)

Nomura S、Iitaka T、Zhao X、Sugano T、Aoyagi Y.：“纳米晶/非晶混合相硅结构模型中的量子尺寸效应。”物理评论 B. 59. 10309-14。