• 대한기계학회논문집A
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• 제31권8호
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• pp.826-832
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• 2007

Fully flexible cell preserves Hamiltonian in structure so that the symplectic time integrator is applicable to the equations of motion. In the direct formulation of fully flexible cell N-Sigma-T ensemble, a generalized leapfrog time integration (GLF) is applicable for fully flexible cell simulation, but the equations of motion by GLF has structure of implicit algorithm. In this paper, the time integration formula is derived for the fully flexible cell molecular dynamics simulation by using the splitting time integration. It separates flexible cell Hamiltonian into terms corresponding to each of Hamiltonian term. Thus the simple and completely explicit recursion formula was obtained. We compare the performance and the result of present splitting time integration with those of the implicit generalized leapfrog time integration.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.228-232
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• 2003

It has recently been shown that the instability of thin film of a nanoscale can be used in the processes of building nano-size structures, which have potential practical importance in nanotechnology. Molecular dynamics simulation is conducted to probe the thin fluid film of a nano-size and its dynamic behavior during destabilization and structure formation. Non-continuum characteristics are shown in the properties like pressure tensor, viscosity, and thermal conductivity. The thermocapillary force induces a slow growth of long waves in the scale considered. A long-range interaction with the solid wall induces vertical structures, whose formation time and space between neighbors are proportional to the strength of the interaction.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.112-115
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• 2011

본 연구는 분자동역학 전산모사를 통하여 나일론 6 고분자재료 및 나이론 6 고분자재료를 기지재료로 사용하는 나노복합재에 대하여 인장하중을 부여하고, 인장에 의하여 발생하는 구조적 변화 및 물질의 구조적 특성과 열전도 특성 사이의 상관관계를 규명하였다. 나노복합재의 열전도특성을 변화시키는 주요 인자로는 나노입자, 인장에 의한 고분자 사슬의 배열 변화, 자유부피(free volume)의 변화이다. 고분자 사슬이 열전달 방향으로 배열될 경우 음양자(phonon)의 흐름을 가속화하여 열전도특성이 증가하며, 반면 자유부피의 증가는 음양자의 산란을 증가시켜 열전도특성이 저하된다. 따라서 서로 상반작용을 하는 두 인자가 복합적으로 작용하여 열전도 특성을 결정한다. 인장 하중이 부여됨에 따라 시스템의 열전도특성이 증가하며, 각 시스템의 증가 정도는 시스템의 구조적 특성에 따라 서로 다르다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권2호
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• pp.237-244
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• 2007

In order to obtain mechanical properties of CNT/Polymer nano-composites, molecular dynamics simulation is performed. Overall system was modeled as a flexible unit cell in which carbon nanotubes are embedded into a polyethylene matrix for N $\sigma$ T ensemble simulation. COMPASS force field was chosen to describe inter and intra molecular potential and bulk effect was achieved via periodic boundary conditions. In CNT-polymer interface, only Lennard-Jones non-bond potential was considered. Using Parrinello-Rahman fluctuation method, mechanical properties of orthotropic nano-composites under various temperatures were successfully obtained. Also, we investigated thermal behavior of the short CNT reinforced nanocomposites system with predicting glass transition temperature.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.537-541
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• 2004

Molecular dynamics simulation of nanolithography by AFM is conducted to study nucleation of various defects, and their subsequent development and interactions as well. During nanolithography via AFM, dislocation loops are emitted along the top surface, and resourceful defect interactions such as, formation of voids chain via the motion of a jog, and creations of extended nodes and Lomer-Cottrell Lock are observed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.343-348
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• 2009

본 연구에서는 분자동역학 전산모사와 미시역학 모델을 이용하여 나노입자의 체적분율이 높은 경우 나노 입자의 크기효과와 체적분율 효과가 나노복합재의 기계적 물성에 미치는 영향을 효과적으로 묘사할 수 있는 순차적 브리징 해석기법을 제안하였다. 체적분율이 12%로 고정된 상태에서 나노입자의 크기변화에 따른 영률과 전단계수를 분자동역학 전산모사를 통해 예측한 후, 이를 연속체 모델에서 구현하기 위해 다중입자모델을 적용하였다. 나노입자의 크기효과를 반영하기 위해 입자와 기지 사이에 유효계면을 추가적인 상으로 도입하였고, 12%의 체적분율 조건에서 나타날 수 있는 체적분율 효과는 나노복합재를 둘러싸는 가상의 영역인 무한영역의 물성값의 변화를 통해 조절되도록 하였다. 유효계면과 무한영역의 물성을 입자의 반경에 대한 함수로 근사한 후 다양한 입자의 크기에서 나타나는 나노복합재의 물성변화의 예측이 가능하도록 하였다. 제안된 브리징 해석기법의 적용을 통해 분자동역학 해석결과와 잘 일치하는 결과를 연속체 모델에서 효율적이고 정확하게 얻을 수 있었다. 또한 유효계면의 두께와 물성 변화가 나노복합재의 기계적 물성에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.389-389
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• 2010

우리 연구그룹에서는 분자 소자에서의 소자 구조와 전도도 간의 상관관계를 알아보기 위해서 분자동역학 전산모사와 전자밀도범함수이론 계산 및 전하수송성 계산을 자동으로 수행할 수 있는 소프트웨어를 개발하고 이를 적용해 다양한 나노소자를 연구하고 있다. 본 발표에서는 hexanedithiolate 단일 분자가 Au(111) 전극 사이에서 다양한 S-Au 접점 구조를 가지고 구성된 소자 모델에서 열적 진동이 소자 전도도에 끼치는 효과를 통계적으로 분석하여 단분자 소자 실험에서 제기된 여러 개의 conductance peak의 측정에 대한 논란에 대해 이론적인 규명을 시도할 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.25-34
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• 2003

탄소 원자 간의 interaction potential로서 Tersoff에 의해 제안된 반 경험적인 potential을 이용하여 고경질 탄소박막의 합성 거동을 전산 모사하였다. 고에너지의 탄소익사를 diamond (100) 표면에 충돌시켜 고밀도의 비정질 탄소박막을 만들 수 있었으며, 전산모사에 의해 합성된 탄소 박막의 물성과 Shin 등이 발표한 filtered cathodic arc 공정에 의해 합성된 탄소의 물성을 비교하였다. ta-C 합성 실험에서 관찰된 바와 같이 최적의 에너지 영역에서 다이아몬드에 가장 유사한 물성의 필름이 합성되었으며, 이때의 입사원자 에너지인 50 eV 는 실험적으로 최적의 필름이 얻어지는 조건에서의 탄소이온 에너지와 유사하였다. 전산모사에 의해 합성된 박막은 비정질이었으며, 다이아몬드 lattice에 해당하는 short range order를 가지긴 있었다. 그러나, 최적의 에너지 조건에서는 2.1 $\AA$의 거리의 준안정 site에 탄소들이 많이 존재하는 것을 알 수 있었는데, 이는 필름 표면의 국부적 급냉효과가 최대가 되는 조건과 일치하였다. 이러한 결과는 다이아몬드상 카본필름의 합성에 있어서, 고 에너지의 탄소인자가 충돌하면서 발생하는 국소적인 열에너지의 증가가 가장 빨리 제거되는 조건에서 최적의 물성을 가지는 경질탄소 필름이 형성되는 것을 보여주고 있다.

• 멤브레인
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• 제28권1호
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• pp.67-74
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• 2018

고분자 분리막의 분자동역학 연구에서는 구성 원자 개수가 많고 투과 거동 계산시 긴 시간을 필요로 하기 때문에 적절한 고분자 주쇄의 길이를 선택하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 고분자 주쇄 길이와 투과 거동 간의 상관관계가 실제 분자동역학에서 어떻게 나타나는지 조사를 하고자 하였다. 널리 알려진 상용 고분자 Kapton(R) 폴리이미드 구조를 이용하여 분자동역학을 수행하였고 기체 투과 거동을 분석하였다. 고분자 주쇄의 움직임은 그 길이와 큰 연관성이 없었으며, 일반적인 인식과 달리 짧은 주쇄 길이를 갖고 있다고 해서 더 활발하게 움직이는 것은 아니라는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 고분자 주쇄의 말단기는 상대적으로 움직이기 쉬울 것이라는 예상과 달리, 말단에 위치하지 않은 경우라도 말단기에 위치한 원자보다 더 높은 움직임을 보이는 경우도 많았다. 최종적으로 기체 분자의 투과 성능에서도 고분자 주쇄의 길이 및 말단기에 따른 영향은 관찰되지 않았다. 이는 기체 투과 전산모사에서 많이 언급되는 말단기 효과를 실제 전산모사에 적용할 경우, 각각의 모델 특성에 따라 제한적으로 적용을 하고 이에 대한 검증 과정을 반드시 수행하여야 한다는 것을 의미한다.

• 대한화학회지
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• 제52권1호
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• pp.7-15
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• 2008

분자들의 전자 흡수스펙트럼에 영향을 주는 분자 핵 운동은 이론적으로 양자동역학적 시간상관함수로 표현된다. 본 연구에서는 분자동역학 전산모사와 양자화학적 계산등의 순 이론적 계산을 이용해 고전역학적 시간상관함수를 구하고 두 가지의 준고전역학적 근사방법으로 양자동역학적 시간상관함수를 얻었다. 또한 이차 축적전개 근사식을 이용하여 액체상에 있는 nile blue 색소분자의 전자전이 흡수스펙트럼을 얻었다. 계산 결과는 실험에서 얻은 스펙트럼과 비교적 잘 일치하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해, 본 계의 용매화 동역학의 시간 척도는 1ps 보다 길며 색소분자에 인접한 용매분자들이 용매화에 영향을 주는 주 성분임을 확인하였다.