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弱電場漸近法による２原子分子の
トンネルイオン化レート
配向依存性の計算
森下研究室
0913054
齋藤了一
背景
• 光の入射に伴う電子の放出：光電効果
• 高強度レーザー技術の発達⇒非線形光学
光電効果
多光子吸収
トンネルイオン化
短波長（紫外領域）
中波長（可視光領域）
長波長（赤外領域）
低強度(
電子のエネルギー
仕事関数
)
中強度(
)
高強度(
)
目的
電場
トンネルイオン化レート配向依存性
弱電場漸近法
2原子分子（1～3周期）HOMO
等核2原子分子
異核2原子分子（極性分子）
双極子効果
1
2
1 H
2 Li Be
3 Na Mg
…
13 14 15 16 17 18
He
B
C
N
O
F
Ne
Al
Si
P
S
Cl Ar
Ω
静電場中の分子
シュレーディンガー方程式
有効一電子近似
電場（z軸）
波動関数
外向き波
ポテンシャル障壁
ポテンシャル
内部の波動関数
外部静電場
分子ポテンシャル
内側と外側を別々に解き、
波動関数の漸近形が重要
なめらかに接続する。
無限遠でのイオン化電子流束を計算。
準束縛状態の複素エネルギー
放物座標
波動関数を変数分離し、変数ηついて接続する。
ε：シュタルクシフトしたエネルギー準位
Γ：トンネルイオン化レート
弱電場漸近法
複素エネルギーEをF→0で漸近展開
：双極子モーメントｚ軸成分
電場因子
構造因子
分子の構造のみによる。
無摂動
分子HF波動関数HOMO
結果（等核2原子分子）
H2
非球対称のためにレート
が角度によって変化する。
A.Staudte, S. Patchkovskii,D. Pavicˇic´,H. Akagi, O. Smirnova, D. Zeidler,M. Meckel,
D. M. Villeneuve,R. Do¨rner,M.Yu. Ivanov, and P. B. Corkum, Phys.Rev.Lett 102, 033004 (2009)
結果（極性分子）
NO
節方向はレート減少
CO
振幅の大きいの方が
波動関数の振幅に応
じてレート上昇
レートが大きい
波動関数の振幅が
小さい方がレートが大きい
双極子効果
エネルギーの
シュタルクシフト：安定
エネルギー準位が下がり、
ポテンシャル障壁が大きくなる。
レートの減少。
エネルギーの
シュタルクシフト：不安定
エネルギー準位が上がり、
ポテンシャル障壁が小さくなる。
レートの増加。
分類
双極子効果
波動関数の広がり
NO BeF CF
トンネルイオン化レート
最大の方向
LiH BeH BH CH NH
OH HF LiB BeB LiC
BeC LiN BN BeN CN
BO CO LiO BeO BF
LiF NF NaH MgH
AlH
まとめ
• 41種の２原子分子のトンネルイオン化レート（構
造因子）を計算
• 極性分子のトンネルイオン化レート
波動関数の形
-
双極子モーメント
競合で決まる。
- 多くの分子が双極子効果をつよく受けたトンネルイオ
ン化レートを示した。

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