原子鎖の局所励起とエネルギー伝搬ダイナミクスを超高速電子動力学計算から解明～微小極限での光学現象解明への挑戦〜北海道大学
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北海道大学のグループは、原子を直線上にならべた鎖（原子鎖）の端を局所的に強い光で励起した際のエネルギー伝搬の様子を、数値シミュレーションによって可視化し、その挙動を解明した。光の波長よりも遙かに小さな微小領域に局在する近接場光と呼ばれる特殊な光で原子鎖の片側を局所的に照らすと、この部分に存在する電子が運動を始め、次第に原子鎖全体に電子の運動が広がっていく。この様子を、アト秒スケールの超高速電子動力学シミュレーションによって可視化し、解析した。また、原子鎖を通して、光と反対側の分子を励起することが可能であることも実証した。
本論文では、原子鎖モデルに対して、実時間電子動力学計算法を用いてその振る舞いを解明した。原子幅という究極まで細い鎖におけるエネルギーの伝搬の挙動を深く理解することは、光ファイバーの超小型化など、光学デバイスの微小化に役立つ基礎的な知見と言える。
