연구개요 본 연구에서는 새로운 수치계산 프로그램 즉 전자 운동은 양자 역학적으로, 핵운동은 고전적으로 다루는 에렌페스트 근사법에 기초한 Ehrenfest Mixed Quantum-Classical (EMQC) 알고리즘을 개발하였다. 한 두 개의 화학 결합이 존재하는 시스템의 전자 상태의 양자중첩과 터널링 이온화 과정을 포함하는 아토초 반응에 대한 연구를 진행하였다.. 강력장을 이용해, 선형 또는 평면 분자의 결합, 해리, 전자 전이에 대해 연구하였다. 연구 목표대비 연구결과 1. 핵과 전자의 운동을 동시에 관찰할 수 있는 EMQC 알고리즘을 개발하고 H
2+ 분자의 이차원 모델에 적용하였다. 2. H
2+ 분자 모델 (1차원)을 이용하여, 완전한 양자계산을 얻은 이전 연구 결과와 EMQC 계산 결과와 비교하였으며, 레이저 펄스와의 상호작용에 의한 바닥상태와 들뜬 상태로 이루어진 중첩상태의 라비 진동 관찰을 통해 같은 결과를 나타냈으며, 이를 통해 EMQC 방식이 양자 결과와 다르지 않음을 증명하였다. 3. H
2+ 분자 모델 (2차원)을 이용하여, 즉 분자의 회전 운동을 포함하였을 때 새로운 결과를 발견하였다. 분자 축과 레이저 축이 어긋나 있었을 때, 바닥상태에서는 분자가 레이저 축을 따라 선형적으로 정렬하는 경향을 보였으나, 들뜬 상태에서는 레이저 축을 따라 정렬하는 대신 해리되는 현상을 관찰하였다. 이는 바닥상태와 들뜬상태의 반대 부호의 편극률 때문임을 밝혔다. 4. 다중 준위의 라비 진동은 강한 펄스 내에서 펄스의 면적에 의존함을 알고 있다. 본 연구에서 라비 진동이 펄스의 면적 뿐만 아니라 비공명상태의 detuning에도 의존함으로 밝혔다. 연구개발결과의 중요성 본 연구과제는 양자화학, 양자동역학, 반응동력학, 아토과학에 대한 모든 지식이 필요한 연구이다. 새로운 알고리즘 개발을 통해, 초고속, 초단파 레이저 펄스에 의한 화학반응에 대한 이해를 도우며, 이원자 분자 뿐만 아니라 다원자 분자에 적용 가능하여, 더 나아가 나노 구조에서의 전자 운동을 연구할 수 있을 것이다. (출처 : 요약문 2p)
- 연구책임자 : 장보영
- 주관연구기관 : 서울대학교
- 발행년도 : 20200300
- Keyword : 핵 전자 동역학;강력장 상호작용;아토화학;라비 진동;에렌페스트 근사;시간의존성 슈뢰딩거방정식;양자중첩;결맞음;편극률;
