ペロブスカイト及び遷移金属ダイカルコゲナイドの超高速光物性に関する研究

钙钛矿和过渡金属硫属化物超快光学性质研究

基本信息

批准号：
22KF0053
负责人：
矢花一浩
金额：
$ 0.77万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0053/
关键词：
第一原理計算非線形光応答２次元物質

项目摘要

本研究は、ペロブスカイトや遷移金属ダイカルコゲナイドなどの物質群に対し、高次高調波発生を始めとする超高速・非線形光応答に対して第一原理計算を遂行し、その特徴を明らかにすることを目的とする。本年度はまず、遷移金属ダイカルコゲナイドなどの２次元単原子層物質に高強度パルス光が照射した際に起こる非線形光応答を記述する理論と計算法の基礎に関する確認を行なった。計算には、代表者のグループで開発を進めている時間依存密度汎関数理論に基づく第一原理計算コードSALMONを用いた。特に、パルス光が斜方入射し電場が原子層に垂直な成分を持ち面に垂直な分極の成分が生じる場合に、これをスラブ近似で扱うことの妥当性を調べた。その結果、最も単純な原子層物質であるグラフェンに対し電場を垂直方向に印加した計算を行うと、電場による電子励起エネルギーが、本来依存すべきではないスラブの厚さに大きく依存することを明らかにした。これは、スラブ近似においてスカラーポテンシャルが周期的であると仮定したことに原因があると考えられ、現在境界条件を改善する検討を進めている。また、２次元物質の示す非線形光応答として、２層からなる原子層物質が回転により歪みを持つモアレ構造がもたらす非線形光応答に関心が持たれている。そのような光応答を明らかにすることを目的として、まずモアレ構造の基底状態構築を行なった。今後、原子層に垂直に直線偏光や楕円偏光を持つパルス光が入射する場合に、高次高調波発生などの非線形光応答の特徴を調べることを計画している。

本研究旨在对钙钛矿和过渡金属二硫化物等材料组进行超快、非线性光学响应（包括高阶谐波产生）的第一性原理计算，并阐明其特性。今年，我们首次确认了描述过渡金属二硫属化物等二维单层材料受到高强度脉冲光照射时发生的非线性光学响应的理论和计算方法的基础知识。在计算中，我们使用了 SALMON，这是一种基于时间相关密度泛函理论的第一性原理计算代码，目前由一组代表正在开发。特别是，我们研究了当脉冲光倾斜入射并且电场具有垂直于原子层的分量和垂直于平面的偏振分量时用板近似处理该问题的有效性。结果，使用垂直施加于最简单的原子层材料石墨烯的电场进行的计算表明，电场产生的电子激发能量很大程度上取决于板的厚度，而这原本不应该取决于板的厚度。这被认为是由于板近似中标量势是周期性的假设，我们目前正在研究改善边界条件的方法。此外，作为二维材料表现出的非线性光学响应，人们对由两层原子层材料因旋转而扭曲的莫尔结构引起的非线性光学响应感兴趣。为了阐明这种光响应，我们首先构建了莫尔结构的基态。未来，我们计划研究线性或椭圆偏振光的脉冲光垂直入射到原子层时非线性光学响应的特性，例如高次谐波的产生。

项目成果

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专著数量（0）

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

Density Functional Theory Study of Two-Dimensional Post-Transition Metal Chalcogenides and Halides for Interfacial Charge Transport in Perovskite Solar Cells

钙钛矿太阳能电池中二维后过渡金属硫属化物和卤化物界面电荷传输的密度泛函理论研究

DOI：
10.1021/acsanm.2c02812
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
5.9
作者：
Matta Sri Kasi;Tang Cheng;O’Mullane Anthony P.;Du Aijun;Russo Salvy P.
通讯作者：
Russo Salvy P.

Density functional theory (DFT) exploration of electronic and optical properties of two-dimensional (2D) nano materials

二维（2D）纳米材料电子和光学特性的密度泛函理论（DFT）探索

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sri Kasi Matta
通讯作者：
Sri Kasi Matta

New Janus structure photocatalyst having widely tunable electronic and optical properties with strain engineering

新型Janus结构光催化剂具有通过应变工程可广泛调节的电子和光学特性

DOI：
10.1016/j.jmst.2022.12.076
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
10.9
作者：
Matta Sri Kasi;Liao Ting;Russo Salvy P
通讯作者：
Russo Salvy P

Synergistic Fluorin center dot center dot center dot Sulfur Intra‐ and Intermolecular Interactions on Dopant‐Free Hole Transport Material for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells

用于高效稳定倒置钙钛矿太阳能电池的无掺杂空穴传输材料上的协同氟中心点硫分子内和分子间相互作用

DOI：
10.1002/solr.202300031
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
7.9
作者：
Li Rui;Zhang Jiakang;Liu Maning;Matta Sri Kasi;Tian Jingshu;Deng Zhifeng;Russo Salvy P.;Vivo Paola;Zhou Zhongmin;Zhang Haichang
通讯作者：
Zhang Haichang

Density functional theory study of transition metal chalcogenides (TcS2 and TcSe2) for charge transfer in Perovskite solar cells

钙钛矿太阳能电池中过渡金属硫属化物（TcS2 和 TcSe2）电荷转移的密度泛函理论研究