Hyppää sisältöön
    • FI
    • ENG
  • FI
  • /
  • EN
OuluREPO – Oulun yliopiston julkaisuarkisto / University of Oulu repository
Näytä viite 
  •   OuluREPO etusivu
  • Oulun yliopisto
  • Avoin saatavuus
  • Näytä viite
  •   OuluREPO etusivu
  • Oulun yliopisto
  • Avoin saatavuus
  • Näytä viite
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Ab initio insights on the ultrafast strong-field dynamics of anatase TiO2

Sruthil Lal, S. B.; Lokamani; Ramakrishna, Kushal; Cangi, Attila; Murali, D.; Posselt, Matthias; Sasikala Devi, Assa Aravindh; Sharan, Alok (2023-11-27)

 
Avaa tiedosto
nbnfioulu-202403152262.pdf (1.365Mt)
Lataukset: 

URL:
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.195149

Sruthil Lal, S. B.
Lokamani
Ramakrishna, Kushal
Cangi, Attila
Murali, D.
Posselt, Matthias
Sasikala Devi, Assa Aravindh
Sharan, Alok
American physical society
27.11.2023

S. B., S. L., Lokamani, Ramakrishna, K., Cangi, A., Murali, D., Posselt, M., Devi, A. A. S., & Sharan, A. (2023). Ab initio insights on the ultrafast strong-field dynamics of anatase tio 2. Physical Review B, 108(19), 195149. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.195149

https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
© 2023 American Physical Society
https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
doi:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.195149
Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202403152262
Tiivistelmä
Abstract

Electron dynamics of anatase TiO2 under the influence of ultrashort and intense laser field is studied using the real-time time-dependent density functional theory (TDDFT). Our findings demonstrate the effectiveness of TDDFT calculations in modeling the electron dynamics of solids during ultrashort laser excitation, providing valuable insights for designing and optimizing nonlinear photonic devices. We analyze the perturbative and nonperturbative responses of TiO2 to 30 fs laser pulses at 400 and 800 nm wavelengths, elucidating the underlying mechanisms. At 400 nm, ionization via single photon absorption dominates, even at very low intensities. At 800 nm, we observe ionization through two-photon absorption within the intensity range of 1 × 1010 to 9 × 1012 W/cm2, with a transition from multiphoton to tunneling ionization occurring at 9 × 1012 W/cm2. We observe a sudden increase in energy and the number of excited electrons beyond 1 × 1013 W/cm2, leading to their saturation and subsequent laser-induced damage. We estimate the damage threshold of TiO2 for 800 nm to be 0.1 J/cm2. In the perturbative regime, induced currents exhibit a phase shift proportional to the peak intensity of the laser pulse. This phase shift is attributed to the intensity-dependent changes in the number of free carriers, indicative of the optical Kerr effect. Leveraging the linear dependence of phase shift on peak intensities, we estimate the nonlinear refractive index (n2) of TiO2 to be 3.54 × 10−11 cm2/W.
Kokoelmat
  • Avoin saatavuus [37957]
oulurepo@oulu.fiOulun yliopiston kirjastoOuluCRISLaturiMuuntaja
SaavutettavuusselosteTietosuojailmoitusYlläpidon kirjautuminen
 

Selaa kokoelmaa

NimekkeetTekijätJulkaisuajatAsiasanatUusimmatSivukartta

Omat tiedot

Kirjaudu sisäänRekisteröidy
oulurepo@oulu.fiOulun yliopiston kirjastoOuluCRISLaturiMuuntaja
SaavutettavuusselosteTietosuojailmoitusYlläpidon kirjautuminen