内殻励起がもたらす分子の動的運動と緩和過程に関する理論的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

近年のシンクロトロン放射光測定技術の発展による内殻励起状態での分子の動的運動という新しい概念理解のために、本研究は、内殻電子励起が及ぼす分子の動力学的運動を取り扱う理論と計算手法を構築し、実験事実との検証と共に新しい概念理解への理論的データを提供することを目的としている。本年度は、第一原理分子動力学法(AIMD)とウェーブレット変換(WT)による時間周波数解析法をBF_3分子の内殻励起初期ダイナミクスの詳細な解析に適用した。AIMD計算より、(a)30fs以内、(b)50fs以内、の2つの時間スケールの構造変化を見出した。WT解析から内殻励起に伴う時間スケールの違いは、(a)F-B-F非対称変角とB-F対称伸縮振動の同調運動、(b)F-B-F非対称変角運動、であると結論付けた。また、1粒子、2粒子Green関数(GF)法よる内殻励起状態を取り扱う方法論の検討を行った。自己エネルギー部分に対して、Coulombポテンシャルに動的スクリーニング効果を考慮したGW近似を採用し、参照配置としてHartree-Fock(HF)法、Kohn-Sham(KS)法を用いて検討した。1粒子GF法から内殻軌道に関する緩和効果の取り込みが重要であることを示し、2粒子GF法から内殻励起エネルギーを算出した。実験値との比較では、HF参照では2.2eV、KS参照では3.4eVの誤差となった。同様な1電子励起状態法である時間依存HF法と時間依存密度汎関数理論(BLYP汎関数の場合)と比較して、それぞれ約11eV、16eV(BLYP汎関数の場合)の改善が見られた。更なる高精度化のためには、GW近似より高次の自己エネルギー近似を用いることで達成され、Green関数法の有用性に期待できることを示した。当該研究課題の成果について国内発表3件(国際学会1件、口頭発表1件)行った。