III-1 量子状態制御 プ
ン
准教授 仝 暁民 准教授 泉 裕康
教 前島 展也
教授 日 健一 学 共 研究員 物質 学域
概要
照射 原子 子状態 制御 固体 誘起相転移 超伝 状態 制 御 子 操作 子状態 制御等 関 研究 行 い 原子
子系 び 電磁場 相互作用 理解 制御 時間
依 ン 方程式 時間 展 直接解法 解 方法 ン 行 い 強 場 原子 子 非線形過程や 陽子 原子 衝突 原子 生 振動磁場 場 物理的 過程
制御方法 索 照射 半 体(超格子)中
励起子 ン ン状態 解析 誘起相転移 起 系 CW
誘起状態 解析 行 い 巨視的 子状態 室温 遉 銅酸 物超伝 機構解明 行 い 研究 ン渦超伝 理論 構築 展
ン渦誘起 電流 子 子 ン 開 関 研究
い
研究 果
[1] 水素原子 陽子捕獲 標系 用い 精密計算 仝 暁民
水素原子生 い 水素原子捕獲 実験 報告 陽子関係 研究
活 い 中 水素原子 陽子捕獲 的
ン 体系 問 あ 十 満足 精密計算 い い 陽
子 頂 Ｖ 標系 子力学的 計算 々 標系
い 大 あ う 指摘
研究 標系 用い 精密 時間 展 計算方法 開 水素原子 陽 子捕獲 細 断面積 再計算 行い Ｖ 標系 誤差[Mass Polarization(MP)]
2 う 十 い 確
J 標系 束性 確
2. 全 部 波 対 Ｖ 標系 誤差
結論 Ｖ 標 陽子捕獲 過程 対 十 確 あ 標 比 計 算 一 大変 効 表示 あ 確 研究結果 Physical Review A 表
[2] 強中赤 線 電 過程 解明 仝 暁民
中赤 線 原子電 実験 強い 電子 Nature 論文 報告
電 電子
"Ionization Surprise" 現象 あ 来 実験 観測
来 良 使わ 理論 解釈 背 々 開 犉自 計算手法
う 電 過程 電 電子 中 展 析
結果 再散乱電子 直接電 電子 強い 電子 生 原因
あ いう 解明 研究結果 Physical Review Letters 表
子 計算 比
い情報 得 々 子計算 力学 計算 比 強い
電子 対応 運動経路 う 特 部 波 持 電子 特 運
動 場所 局 いう 確 所 電 電子
少 い 現象 波長や強 依 性 い い 調 研
究 ン 大学 理論 共 行
結果 Physical Review A Rapid Communications 載
[3] 強 電 電子運動 情報 解析 仝
暁民
強 情報 例え 強 幅 相対的 相[Carry Envelop Phase
CEP)] 実験的 直接得 極 い 来 測 方法 観測 側
側 出 電子 理論計算値 比 CEP
あ 方法 測 精 良 い 指摘 あ 最近観測 術 逭歩 伴う
精 い電子 測 能 い 々 犉自 計算手法
精
電子 供 実験 比 精 情報
得 能 研究結果 Physical Review A 載
5 電 電子 運動
[4] 赤 線 物質 透過率 範 制御 方法 索 仝 暁民
物質 透過率 物質 透過能力 表 要 指標 あ 物質 種類や物理状態 決 あ い い 手法 透過率 制御 能 い時間 あ
い や 制御 い 々 理論計算
赤 線 到着時間 微 差 や 物質 透過率
制御 能 制御方法 共 研究者 案 実験
う 実現 研究結果 Physical Review Letters 表
6 範 透過率 制御 理論値 観測結果
[5] 着衣励起子 動的Fano共鳴 (前島 日
物質中 電子状態 対 強力 場 非線形効果 子 や状態 ン 制御 いう観 注目 例え 時間周期 場 非線形 効果 動的局 (DL) 知 い DL う 強い時間周期 場中 電
子状態 述 手法 状態 あ 々 状態 述
電子 孔 束縛 着衣励起子 形 半 体超格子 学応答
う 影響 調 得 結果 う 最 特筆 DL 出
現 強 領域 中心 共鳴的 非対称 学応答
現 あ 共鳴 強い 場 生 出 AC
結 (ZC) 励起子状態 連 準 間 相互作用 生
相互作用 場 制御 能 共鳴特 物理
変 意味 共鳴
動的 共鳴 あ 特 DL 起 強 形
状 対称性 回 幅 最
述 問 数値的 解 精 方法 行列伝 法 用 方
法 計算 極 大 い 並列 計算 速 議論 い
々 行列伝 法 解 効 並列 法 案 鍵
並列 あ 行列伝 法 い 動 方向 空間 多数 割
各 固 方程式 解 いう 必要 々 手法
各CPU 割 当 いう並列 法 用 一般 散乱問 対 行列伝 法 部 波毎 並列 主眼 置 い 々 学応答
注目 い s波 解 必要 い いう 極 ン
い 々 並列 速 効果 い 検証 行い CPU 数 対 良い線形性 一方 間通信 増大 並列 効率 頭打 傾向
出 確
. 着衣励起子 黒 線:自然 赤実線:1meV 均一 , 青破線: 状態密
[6] 擬1 元MX錯体 誘起 解析(前島 日
. 照射 (σ) 変え 場 擬1 元MX錯体 構造因子 σ 増大 共 CDW相 対
応 (π,0) 少 い
遤移金属(M=Ni,Pd,Pt) ン(X=Cl,Br,I) 交互 結 一 元 ン架橋遤 移金属錯体(MX 錯体) 状態 Mott 縁体 びCDW状態 観測 物質群
一 あ Ni 錯体 Mott 状態 Pd びPt 錯体 CDW状態
0 1 2
0 2 4
0 2 4
1.520 1.54 1.56 1.58
1
(eV)
optical absorption (arb. unit)
Fac=10kV/cm
Fac=40kV/cm
Fac=120kV/cm
Fac=200kV/cm EX1 EX2 EX3
EX1 EX2 EX3
EX1 EX2 EX4
EX1
EX2 EX4
え MX 錯体 照射 状態間 相転移 生 明
CDW 底状態 Pd 錯体[Pd(chxn)2Br]Br2 い Mott 縁体 誘起相転移
報告 い え [Pd(chxn)2Br]Br2 強い鎖間相互作用 持 い 知
い 研究 [Pd(chxn)2Br]Br2 鎖間相互作用 含 誘起
理論的解析 行 結果 電荷 物理 解析
照射 鎖間相互作用 力現象 わ 誘起相転移 起
い 理論的 裏 得 誘起相転移 起 照射率 閾値 い 鎖間相互作用 い場 大 い場 比 最大 約 倍 必要
わ 鎖間相互作用 無い系 力現象 生 い 確
MX 錯体 考え 鎖間相互作用 持 要性 示
[7] 機 縁体R-TCNQ(R=K,Rb) 状態 解析(前島 日
R-TCNQ(R=K,Rb) 擬一 元構造 持 機電荷移動錯体 あ 強い電子相関
縁体 い あ 限 温 い ン 性
相 実現 い 相 照射 壊 実験的試
前 行わ 特 最近 実験 い 照射直 電荷移動 (～
1eV} 側 状態 出現 見出 起源 い
解決 あ
. Rb-TCNQ 励起直 学応答 黒実線 実験結果 赤破線
ン状態 想 場 計算結果
々 R-TCNQ 状態 解析 学 実験 共 行 動的
密 行列繰 群 計算 実験 比較 結果 電荷移動
領域 う 状態 出現 確 実験 的 一
確 更 状態 起源 ン状態 び ン励起状態 あ 明
[8] ン渦超伝 理論 構築 ( 泉
銅酸 物超伝 超伝 機構 明 ン渦誘起 電流 電流 最 単
超伝 理論 構築 AC ン効果 出過程 備
あ 見い 々 見出 備 原理的 あ 超伝 現象
解析 対 慎 対処 い 必要 あ 意味 い
[9] ン渦誘起 電流 子 子 ン 理論的研究 ( 泉
ン渦 誘起 電流 回 回 子 子 ン
案 実現 理論的研究 行 い
(特 許 申 請 子 ン , 明 者 筑 波 大 学 泉 裕 康 国 出 願 番 : PCT/JP2011/063881
(特許申請 子 ン 明者 筑波大学 泉裕康 特願2010-142978
4. 研究業績 (1) 研究論文
1. ``Mass polarization effect on the resonant energy of ions and the protonium formation in low-energy antiproton-hydrogen-atom collisions'', X. M.
Tong and N. Toshima, Physical Review A 85 (2012) 032709:1-5.
2. ``Femtosecond and Attosecond Spectroscopy in the XUV regime'', A. S.
Sandhu and X. M. Tong, IEEE Journal of selected topics in quantum electronics 18 (2012) 351-363.
3. ``Experimental Demonstration of the Breit Interaction which Dominates the Angular Distribution of X-ray Emission in Dielectronic Recombination'', Z. Hu, X. Y.
Han, Y. M. Li, D. Kato, X. M. Tong, N. Nakamura, Physical Review Letters 108 (2012) 073002:1-4.
4. ``Low-energy peak structure in strong-field ionization by mid-infrared
laser-pulses: two-dimensional focusing by the atomic potential'', C. Lemell, K. I.
Dimitriou, X. M. Tong, S. Nagele, D. V. Kartashov, J. Burgdorfer, and S. Grafe, Physical Review A 85 (2012) 011403(R):1-4.
5. ``Attosecond streaking in the low-energy region as a probe of rescattering'', X. H.
Xu, L. Y. Peng, Z, Zhang, Q. H. Gong, X. M. Tong, E. A. Pronin, and A. F. Starace, Physical Review Letters 107 (2011) 183001:1-5.
6. ``Laser information encoded in atomic asymmetrical ionization in few-cycle laser fields'', T. Tabe, N. Ono, X. M. Tong, and N. Toshima, Physical Review A 84 (2011) 023409:1-6.
7. ``Theory and experiment on laser enabled inner-valence Auger decay of rare gas atoms'', X. M. Tong, P. Ranitovic, C. W. Hogle, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn, and N. Toshima, Physical Review A 84 (2011) 013405:1-8.
8. ``Alignment dependent ionization of hydrogen molecules in intense laser fields'', Y. J. Jin, X. M. Tong, and N. Toshima, Physical Review A 83 (2011) 063409:1-5.
9. ``Controlling the xuv transparency of helium using two-pathway quantum interference'', R. Ranitovic, X.M. Tong, C.W. Hogle, X. Zhou, Y. Liu, N. Toshima, M.M. Murnane, and H.C. Kapteyn, Physical Review Letters 106 (2011) 193008:1-4.
10. ``Dimerization-induced spin-charge coupling in one-dimensional Mott insulators revealed by femtosecond reflection spectroscopy of Rb–tetracyanoquinodimethane salts'', H. Uemura, N. Maeshima, K. Yonemitsu, and H. Okamoto, Phys. Rev. B 85 (2012) 125112:1-7.
11. ``Parallelization of the R-matrix propagation method for the study of intense-laser-driven semiconductor superlattices'', Nobuya Maeshima and Ken-ichi Hino, Compt. Phys. Commun. 183 (2012) 8-14.
12. ``Photoexcitation-Energy-Dependent Transition Pathways from a Dimer Mott Insulator to a Metal'', Kenji Yonemitsu, Satoshi, Miyashita, and Maeshima Nobuya, J. Phys. Soc. Jpn. 80 (2011) 084710:1-5.
13. ``Interplay between Correlated Electrons and Quantum Phonons in Charge-Ordered and Mott-Insulating Organic Compounds, Kenji Yonemitsu, Nobuya Maeshima, and Yasuhiro Tanaka'', Acta Phys. Pol. A 121 (2012) 372-374.
14 ``Spin-vortices and Spin-vortex-induced Loop Currents in the Pseudogap Phase of Cuprates’’, R. Hidekata and H. Koizumi, J. Supercond. Nov. Magn. 24 (2011)
2253.
15. ``Spin-vortex Superconductivity’’, H. Koizumi, J. Supercond. Nov. Magn. 24 (2011) 1997.
16. ``Magnetic Excitation Spectra from Spin-Vortices and Spin-Vortex-Induced Loop Currents inHole-Doped Cuprates’’, H. Koizumi and R. Hidekata, J. Phys. Soc. Jpn.
80 (2011) SB031
(2) 学会 表 (A) 国 会議
1. ``Controlling the XUV transparency using two pathway quantum interference", P.
Ranitovic, X. M Tong, C. W. Hogle, X. Zhou, N. Toshima, M. M. Murnane, and H C Kapteyn, XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (Belfast, Northern Ireland, UK, 27July - 2 August 2011)
2. ``Alignment dependent ionization of hydrogen molecules in intense laser field", Y. J. Kin, X. M. Tong, and N. Toshima, XXVII International Conference on Photonic,
Electronic and Atomic Collisions (Belfast, Northern Ireland, UK, 27July - 2 August 2011)
3.``Information encoded in Carry Envelope Phase Dependent Ionization", T. Tabe, N.
Ono, X. M. Tong and N. Toshima, The 12th International Conference on Multiphoton Processes & The 3rd International Conference on Attosecond Physics (Hokkaido University, Sapporo, Japan, July 3-8, 2011)
4.``Probing Floquet State Dynamics of a Strong Field Dressed He Atom Using Attosecond Pulse Trains", N. Shivaram, H. Timmers, X. M. Tong and A. Sandhu, The 12th International Conference on Multiphoton Processes & The 3rd International Conference on Attosecond Physics (Hokkaido University, Sapporo, Japan, July 3-8, 2011) 5. ``Infrared Laser Enabled Sub-shell Auger Decay of Ar Atoms", X. M. Tong, P.
Ranitovic, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn and N. Toshima, The 12th International Conference on Multiphoton Processes & The 3rd International Conference on Attosecond Physics (Hokkaido University, Sapporo, Japan, July 3-8, 2011)
6. ``Laser enabled Auger decay in argon atoms and dimers", P. Ranitovic, X. M. Tong, C. W. Hogle, N. Toshima, M. M. Murnane, and H.C. Kapten, 42nd Annual Meeting of the APS Division of Atomic, Molecular and Optical Physics
(Atlanta, Georgia, USA, June 13 17, 2011)
7. ``Laser-Induced Fano Resonance in Semiconductor Superlattice", N. Maeshima and K. Hino, The 1st Annual World Congress of Nano-S&T (Oct. 23-26, 2011, Dalian,China) 8. ``Floquet Analysis of Dynamic Fractional Stark Ladders in Laser-Driven Biased Semiconductor Superlattices", Tomohiro Karasawa, K. Hino, and N. Maeshima,The 1st Annual World Congress of Nano-S&T (Oct. 23-26, 2011, Dalian,China)
9. ``Laser-induced Fano Resonance in Semiconductor Quamtum Well", Y. Nemoto, K. Hino,
and N. Maeshima, The 1st Annual World Congress of Nano-S&T (Oct. 23-26, 2011, Dalian,China)
(B) 国 会議
1. ``水素原子 陽子捕獲 標系 用い 精密計算", 仝 暁民 戸嶋 信
幸 第 回日 物理学会 (2012 3 24日, 関西学院大学)
2. `` 駆動半 体超格子 着衣励起子 学応答 ", 前島
展也 日 健一, 日 物理学会 2011 秋季大会 (2011 9 21日-24日 富山大学)
3. ``擬一 元 ン架橋金属錯体 誘起 鎖間相互作用 効果",
齋藤陽 前島展也 日 健一, 日 物理学会 2011 秋季大会 (2011 9 21日-24 日 富山大学)
4. ``半 体 ン ン 多 ン 散乱理論 解析", 柄澤朋
宏 日 健一 前島展也, 日 物理学会 2011 秋季大会 (2011 9 21日-24日 富山大学)
5. `` 波駆動ワ - 段 着衣電子 共鳴構造 解析",
裕也 柄澤朋宏 日 健一 前島展也, 日 物理学会 2011 秋季大会 (2011 9 21日-24日 富山大学)
6. ``半 体 ン ン 生 理論的解析", 柄澤朋宏
日 健一 前島展也, 日 物理学会, 第67回 大会, (2012 3 24日-27日 関西 学院大学)
7. ``擬一 元 ン架橋金属錯体 誘起 鎖間相互作用 効果
II", 齋藤陽 前島展也 日 健一, 日 物理学会, 第67回 大会, (2012 3 24 日-27日 関西学院大学)
8. `` ン渦誘起 電流 仮想電場 巨大 ン 効果 明’’, 泉裕康
日 物理学会第66回 大会 2012 3 24日-27日 関西学院大学
9. ``銅酸 物 温超伝 体 x=1/8 巨視的電流 抑制’’, 秀方遼 泉裕康
日 物理学会第66回 大会 2012 3 24日-27日関西学院大学
10. ` ン渦 含 元 模型 電気伝 ’’, 秀方遼 泉裕康 日
物理学会2011 秋季大会 (2011 9 21日-24日 富山大学)
11. `` ン渦超伝 理論I’’ 泉裕康 日 物理学会2011 秋季大会 (2011 9 21
日-24日 富山大学)
III-2 計算物性 プ
． ン
教授 石 賢 准教授 岡 晋
教 岩 潤一 教 神谷 克攢 研究員 鍋 哲 研究員 高木 祥
研究員 Cristoph M. Puetter
概要
計算物性 大 わ 大 中心 研究 逭 第
新 い計算手法 開 第 物質 料 機能 物性解明 び
新 物質 ン 目指 ン 研究 あ
研究 果
ン 層間相互作用 電子状態変調
電子状態 構 単 あ ン間 相互作用 わ 変調
い 知 い わ ン 線形 ン い 通常
方物線的 ン 散 う SiO2 ン い 局所的
ン 構造 変調 結果 半金属 う 振 舞い 明 当
研究 果 国 電子 会議 表 行い世界的 注目 件 新聞
世 ワ 料SiC 研究
SiC 世 ワ 期 い 研究 謎 識
い SIC MOSFET Wet酸 作製 生 原因 明 い値
物理的起源 明快 明 SiC 熱酸 酸 過程 C原子 攡出
考え う 攡出 C原子 SiO2中 水素原子 炭
酸 ン 電 明 水素原子 Wet 酸 い 避 混入
あ Wet酸 い値 避 あ 示 い
世 抵抗変 型 機能 現機構 電子 解明
世代 期待 抵 変 型 酸素空孔 凝 散 伝 ン 形 破壊 機能発現機構 考え い 電子 理解 全 踏 状態 あ
研究 伝 ン 形 破壊 注入 構造相転移 あ 明
世界 駆 抵 変 型 電子 発現機構 案 行う
斴間空間 酸 形 破壊過程 研究
斴間空間 酸 形 破壊 陽系 生 誕生 非常 要 物
性 あ 研究 当 ン 原子 生 共
初期 陽系 L型 酸過 生 原因 第一原理 子論 明
結果 初期 陽系 真空紫 領域 偏 照射 L型 酸過 引 起 いう 案
大規模第一原理計算 ン ワ 電子構造解析
長 計算機 学 開発 RSDFT 京 ン 用 ン 世代
注目 い ン ワ FET 電子状態解析 行 計算規模 数万原 子 研究 2011 ン 最高性能賞 輝い
< 表論文>
1. K. Shiraishi, K. Yamaguchi, K. Kamiya, A. Otake, and Y. Shigeta, “Guiding Principle of Highly Scalable MONOS-Type Memory”, ESC Transaction, 41-7, p71-p.78 (2011)
2. W. Feng, R. Hettiarachchi, Y. Lee, S. Sato, K. Kakushima, M. Sato, K. Fukuda, M. Niwa, K.
Yamabe, K. Shiraishi, H. Iwai, and K. Ohmori, “Fundamental origin of excellent low-noise property in 3D Si-MOSFETs -Impact of charge-centroid in the channel due to quantum effect on 1/f noise-“, 2011 Technical Digest of 2011 International Electron Devices Meetings, 27.7-1-4, (2011) 3. K. Yamaguchi, A. Otake, K. Kamiya, Y. Shigeta, and K. Shiraishi, “First Principle Study of the
Stability of H Atoms in SiN Layers on MONOS-Type Memories During Program/Erase Operations”, Proceeding of 2011 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices, p.215-p.217 (2011).
4. K. Yamguchi, A. Otake, K. Kamiya, Y. Shigeta, and K. Shiraishi, "Atomistic Design of Guiding Principles for High Quality Metal–Oxide–Nitride–Oxide–Semiconductor