• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권6호
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• pp.556-561
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• 2022

밀도범함수이론(density functional theory, DFT)이 등장한 이래로, 이를 재료과학에 적용하여 에너지 재료 및 반도체와 같은 전자재료들의 연구개발에 활발하게 활용되고 있다. 하지만 DFT 계산 프로그램을 실행할 때 필요한 입력 파일 생성 시 여러 가지 소재들에 대해 동일한 계산 조건을 맞춰 주고 파라미터들을 알맞게 설정해 줘야 올바른 계산 결과 비교가 가능한데, 이런 부분들에 대해 진입 장벽이 높다는 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 Python Materials Genomics (pymatgen) 파이썬 패키지를 이용해 분자 및 결정구조를 다루고 널리 사용되는 DFT 계산 프로그램인 Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) 및 Gaussian 입력 파일 생성에 대해 소개하고자 한다. 이를 통해 해당 프로그램에 대한 전문적인 지식이 많지 않더라도 보다 일관적인 계산 조건에서 결과들을 손쉽게 수행할 수 있게 되기를 기대한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.604-610
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• 2023

주변 조건에서 N₂를 환원하여 NH₃를 생성하는 전기 촉매 질소 환원 반응(nitrogen reduction reaction, NRR)은 산업공정에서 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 유망한 기술로 주목을 받고 있다. N₂를 흡착하고 활성화할 수 있는 촉매 금속 표면 중 많이 사용되는 Ni(100) 표면의 여러 사이트(site)의 흡착 성능을 밀도 함수 이론 계산(density-functional theory)를 기반으로 비교하였다. 또한 안정적인 NRR반응의 경로를 유도하는 N₂의 두 가지 흡착 구조를 조사하였고 end-on 구조는 top site에 흡착, distal pathway로 반응이 진행되고 side-on 구조는 bridge site에 흡착되며 enzymatic pathway로 반응이 진행되었다. 마지막으로 구조 별 가장 안정한 메커니즘의 깁스 자유에너지를 구하여 반응의 경향성을 알아봄으로써 NRR 반응의 금속 촉매 표면 흡착에 대한 연구에 도움이 될 수 있을 것이다.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.387-396
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• 2015

HOOO-(H₂O)_n (n=1~5) 클러스터에 대해서 다양한 기저집합과 밀도 범함수 이론(DFT) 및 순 이론(ab initio) 방법을 사용하여 가능한 여러 구조를 최적화하고 결합에너지와 조화진동수를 계산하였다. HOOO 단량체의 경우에는 CCSD(T) 이론 수준에서 trans 구조가 cis 구조보다 열역학적으로 더 안정한 것으로 계산되었다. HOOO-(H₂O)_n 클러스터에 대해서는 B3LYP/aug-cc-pVTZ와 CAM-B3LYP/aug-cc-pVTZ 이론 수준에서 분자 구조를 최적화하고 열역학적으로 가장 안정한 분자구조를 예측하였다. HOOO-H₂O 클러스터의 결합에너지는 MP2//CAM-B3LYP 한 점 에너지 계산에서 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕 집합 중첩에러(BSSE)까지 모두 보정한 후 6.05 kcal/mol로 계산되었으며, n=2-5의 경우에는 물 분자의 수가 증가 할수록 물분자 1개 당 평균 결합에너지는 증가하여 약 7.2 kcal/mol의 값으로 수렴하였다.

• 대한화학회지
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• 제59권2호
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• pp.117-124
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• 2015

Hydrogen polyoxide, $H_2O_n-H_2O_m$(n=1-4, m=1-4) 이중합체(dimer)의 분자 구조 변화에 따른 수소결합(H-bonding) 효과를 순 이론적(ab initio) 방법과 밀도 범함수 이론(DFT)으로 계산하였다. 분자 구조는 B3LYP, CAM-B3LYP, MP2의 양자역학적 방법들을 사용하여 최적화하였으며, 진동주파수를 계산하여 최저에너지(true local minimum) 구조인 것을 확인하였다. 보다 정확한 수소결합 에너지(${\Delta}E$) 계산을 위하여 CCSD(T) 이론수준에서 한 점(single-point) 에너지 계산을 하였으며, 영점 진동에너지(ZPVE) 보정과 바탕집합 중첩에러(BSSE) 보정을 하였다. CCSD(T)/cc-pVTZ 이론 수준에서 $H_2O_4-H_2O_3$이 8.18 kcal/mol로 가장 강한 결합을 나타내었으며, 물 이중합체($H_2O-H_2O$)는 3.00 kcal/mol로 가장 약한 결합에너지를 나타내었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권3호
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• pp.5-16
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• 1996

실리카질 모래에 대한 많은 시험결과로부터 삼축압축시첩과 평면변형시험간의 강도관계를 밀도와 파괴시 유효평균주응력의 함수로 표현하였다. 또한 파괴시 평균주응력과 축차응력간의 응력비가 내부마찰각의 함수로 잘 규정되었으며 그 비는 내부마찰각의 증가에 따라 감소하였다. 또한 중간주응력을 최대주응력과 최소주응력으로써 표현하였으며 이론적인 파괴면의 각도와 평면변형시험에서 관찰된 파괴면의 각도가 비교적 잘 일치함이 확인되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.521-526
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• 2007

Density functional calculations have been performed for the reactions of perfluoroalkylsilane and alkylsilane with silica surfaces. The (100) and (111) surfaces of ${\beta}-cristobalite$ are used as two possible models of the hydroxylated amorphous silica surface. This is the crystalline phase of silica with density and refractive index closest to those of amorphous silica. Moreover, two ${\beta}-cristobalite$ surfaces have the two types of silanol groups, namely the single silanols and the geminal silanols. We investigate the possible adsorption structure and formation energy of perfluoroalkylsilane and alkylsilane molecules with two type of silanol groups. The results will be compared with cluster and slab model.

• 대한화학회지
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• 제25권5호
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• pp.291-299
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• 1981

용액중에서 화학반응을 설명하기 위하여 한개의 대표적인 입자의 반복적 충돌현상까지 고려한 동역학적인 이론을 경구모델을 사용하여 연구하였다. 반응성을 지닌 대표적인 입자의 상공간 밀도의 시간상관함수가 만족시키는 동역학방정식을 유도하였고 이로부터 비활성 용매 S중에서 일어나는 A + B ${\rightleftharpoons$ C + D 형태의 가역반응에 관계되는 반응속도 계수의 인자를 투영연산자방법으로 구하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제11권3호
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• pp.154-160
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• 2008

We investigated molecular polarity by using theoretical means and comparing empirical solvent polarity. Our approach employed electrostatic potentials at the molecular surface calculated by density functional methods. A number of molecular descriptors related to molecular polarities were computed from molecular surface electrostatic potentials. Among computed molecular descriptors, the most positive electrostatic potential provided the best correlation with the empirical solvent polarities. A regression equation was developed in order to predict molecular polarities of molecules whose experimental solvent polarities were unknown. The new regression equations were utilized in estimating solvent polarities of cubane derivatives which are considered important precusors of high-energy density meterials.

• 대한화학회지
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• 제52권6호
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• pp.614-621
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• 2008

• 대한화학회지
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• 제48권6호
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• pp.568-576
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• 2004

디시아노아세틸렌 및 그 이성체들에 대하여 밀도함수이론을 적용하였다. 구조 및 조화진동수를 계산하여 여러 가지의 이성체 구조를 예측하였고, 그 상대에너지를 비교하여 열역학적 안정성을 추정하였다.