• 한국광물학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.59-70
• /
• 2017

$SiO_2$는 지각과 맨틀을 구성하는 풍부한 물질로 고압 상태의 $SiO_2$ 원자구조를 결정짓는 전자구조적 특성에 대한 상세한 이해는 지구 내부의 탄성과 열역학적 성질에 대한 통찰을 제공한다. $SiO_2$처럼 경원소(low-z)로 이루어진 지구 물질의 고압상 전자구조는 in situ 고압 XRS (x-ray Raman scattering) 실험을 통해 연구되어 왔다. 하지만 기존의 고압 실험 방법으로는 물질의 국소 원자구조와 XRS 스펙트럼 간 상관관계를 밝히는데 한계가 있다. 이를 극복하고 더 높은 압력에서 존재하는 $SiO_2$에 대한 XRS 정보를 얻기 위해 밀도 범함수 이론(density functional theory; DFT)에 기반을 둔 제1원리(ab initio) 계산법을 이용한 XRS 스펙트럼 계산 연구들이 진행되고 있다. 비탄성 X-선 산란에 의하여 원자핵 주변 1s 오비탈에 만들어지는 전자-정공(core-hole)은 경원소 물질의 국소 전자구조에 크게 영향을 미치기 때문에 O K-edge XRS 스펙트럼 형태를 계산할 때 중요하게 고려해야 한다. 본 연구에서는 온-퍼텐셜 선형보충파(full-potential linearized augmented plane wave; FP-LAPW) 방법론에 기반하는 WIEN2k 프로그램을 사용하여 ${\alpha}-quartz$, ${\alpha}-cristobalite$ 그리고 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$에 대한 O 원자 전자 오비탈의 부분 상태밀도(partial density of states; PDOS)와 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하였다. 또한, $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$의 O 원자 PDOS의 전자-정공 효과의 적용 여부에 따른 차이를 비교하여, 원자핵 부근 전자구조 변화에 따른 PDOS의 피크 세기와 위치 변화가 크게 나타났다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 각 $SiO_2$ 구조의 O K-edge XRS 스펙트럼이 각 $SiO_2$ 구조에서 계산된 O 원자의 $p^*$ 오비탈의 PDOS 결과와 매우 유사한 형태를 갖고 있음을 확인하였다. 이는 O K-edge XRS 스펙트럼이 갖는 대부분의 특징적인 피크들이 O 원자의 점유 1s 오비탈에서 $2p^*$ 오비탈로의 전자전이에 기인하기 때문이다. 본 연구의 결과는 $SiO_2$에 대한 정확한 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하는데 있어 전자-정공 효과를 고려해야 한다는 사실을 보여준다. 또한, 실험적으로는 재현이 어려운 고압 환경에 존재하는 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$ (~63 GPa)에 대한 O K-edge XRS 스펙트럼 계산을 통해, 제1원리 계산이 고압상 물질의 물성 연구에 이용될 수 있다는 사실을 보여준다.

• 한국자기학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.171-175
• /
• 2009

Ir(001) 표면 위에 얹혀진 철 단층의 자성을 제일원리 전자구조 계산방법을 이용하여 이론적으로 탐구하였다. 비교를 위하여 Fe와 Ir이 규칙적으로 반반 섞인 위층에 대하여도 계산하였다. 모두 Fe로 이루어진 단층의 경우 철원자의 자기모멘트는 2.95 보어마그네톤으로 비교적 큰 값을 가졌으며, Fe와 Ir이 반반 섞인 위층에서 Fe의 자기모멘트는 2.83 보어마그네톤이었다. 이러한 자성과 전자구조의 자세한 면은 계산된 상태밀도와 스핀밀도를 통하여 논의한다. 각 위층 원자의 평형위치를 구하기 위해 총에너지와 원자힘 계산을 하였다. 그 결과 Fe 위층에서의 Fe 원자위치가 Fe와 Ir이 반반 섞인 위층의 Fe 위치보다 Ir 기판에 다소 가까웠다.

• 한국자기학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.94-98
• /
• 2004

MgCCo$_3$에서 Mg와 Co로 이루어진 (001)표면(MgCo-Term) 또는 C와 Co로 이루어진 (001표면(CCo-term)의 전자구조와 자성을 FLAPW 에너지띠 방법을 이용하여 이론적으로 계산하였다. MgCo-Term의 경우 표면에서 Co원자의 자기모멘트는 1.00$\mu$$_{B}$로서 가운데층에 비하여 많이 증가하였고 표면 바로 밑층에서는 가운데층과 비슷한 값을 보였다. CCo-Term의 경우 Co원자의 자기모멘트는 표면에서 뿐만 아니라 표면 바로 밑층에서도 증가하여 각각 0.75와 0.80$\mu$$_{B}$의 값을 나타내고 있다. C와 Mg원자는 두 경우 모두 Co원자와 반대방향으로 스핀분극되었다. 계산된 상태밀도로부터 이러한 표면에서의 자기모멘트의 증가는 Co-3d 띠의 국소화에 의함을 알 수 있었고 여기서 Co-3d와 C-2p 사이의 띠 혼성이 중요한 역할을 하였다.

• 한국자기학회지
• /
• 제1권2호
• /
• pp.9-14
• /
• 1991

$Fe_{16}N_{2}$의 전자, 자기적구조를 이해하고자 우리는 자체충족적 국제 밀도함수 근사 LMTO(Linearized Muffin Tin Orbita)밴드 방법을 이용하여 전자구조이론 연구를 수행하였다. $Fe_{16}N_{2}$ 금속 화합물의 기저상태의 물리적 파라미터들, 즉 에너지 밴드, 상태밀도, Stoner 상수, 자기 모멘트 등을 구하여 이들 의 전자기적 물성을 고찰하고 이들을 토대로 하여 이 화합물의 자기적 구조와 Fe 원자에서의 자기모멘트 증가를 미시적으로 고찰하였다. $Fe_{16}N_{2}$에 존재하는 3종류의 Fe 원자, Fe I, Fe II, Fe III 원자들의 자기모멘 트는 각각 2.13, 2.50, $2.85\;{\mu}_{B}$로 주어져 N 원자에서부터 멀리 떨어져잇는 Fe II, Fe III 원자들에서 큰 자기모멘트 증가를 얻었고 Fe 원자의 자기모멘트 결정에는 주위 국재환경이 매우 중요하다는 결론을 얻었다. Fe 원자당 평균 자기모멘트는 $2.50\;{\mu}_{B}$로 계산되어 보고된 측정 산출치($-3.0\;{\mu}_{B}$)보다는 적은 값을 얻었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제7권4호
• /
• pp.267-275
• /
• 1975

U-233에 관한 저에너지에 있어서의 분리가 가능한 공명구조를 다 준위 이론을 고려한 아들라-아들라 이론에 의하여 조사하였다. 아들라-아들라의 유효 공명 매개변수를 이용하여 60eV 이하의 에너지 영덕에 있어서의 U-233의 공명 흡수 및 핵분열 단면적을 계산하였다. 또한 상기 단면을 잘 표시하여 줄 수 있도록 정하여진 아들라-아들라 매개변수를 이용하여 U-233에 관한 무한 희석 공명적분을 구하였으며, 이는 여기서 고려한 대부분의 공명 에너지 영역에서 실험과 잘 일치하였다. 또한 원자고 계산에는 유용하나 다 준위 이론을 적응할 수는 없는 현존의 전자계산 코드들을 활용하기 위하여 아들라-아들자의 다 준위 이론에 따른 매개변수를 단일 준위 이론에 의한 가매개변수로 변환하여 이 결과를 표로 표시하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국조명전기설비학회 2005년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.185-188
• /
• 2005

형광램프는 일정전력을 소비하는 경우, 전원주파수 1[kHz]부근에서 전류는 최대 값을 램프전압은 최소값을 갖는 현상을 나타낸다. 본 논문에서는 원자레벨의 방전 모델식을 만들어 입자밀도와 전자온도의 변화를 수치해석을 이용하여 계산하고, 이를 이용하여 전원주파수에 따라 형광램프의 전류와 램프전압이 변화하는 현상을 이론적으로 설명하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제53권6호
• /
• pp.671-676
• /
• 2009

밀도 함수이론을 사용해 철 부식 방지제로써 메톨(N-메틸-p-아미노페놀 설페이트)에 대한 기하학적 및 전자구조에 대한 연구가 처음으로 기술되었다. B3LYP/6-31G+(d,p) 기저세트를 사용해 기상 및 액상에서 HOMO, LUMO, 에너지갭 (${\Delta}E$), 멀리칸하전 ($q_M$), 자연원자하전 ($q_n$)과 같은 양자화학적 변수들이 계산되었다. 부식방지메카니즘을 이해하기 위해 부식방지효율과 양자화학적 변수들간의 연관성이 논의되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권8호
• /
• pp.733-738
• /
• 2009

Mechanical properties of <001> silicon nanowires are presented. In particular, predictions from the calculations based on different length scales, first principles calculations, atomistic calculations, and continuum nanomechanical theory, are compared for <001> silicon nanowires. There are several elements that determine the mechanics of silicon nanowires, and the complicated balance between these elements is studied. Specifically, the role of the increasing surface effects and reduced dimensionality predicted from theories of different length scales are compared. As a prototype, a Tersoff-based empirical potential has been used to study the mechanical properties of silicon nanowires including the Young's modulus. The results significantly deviates from the first principles predictions as the size of wire is decreased.

• 대한화학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.240-246
• /
• 1973

분자 혹은 원자간의 충돌에 의한 light scattering의 강도를 계산하는 이론식을 유도하였다. Argon을 예로하여 적은 진동수 shift에 나타나는 좁은 분광 band는 원자간의 장거리 효과가 이방성에 미치는 영향에 의한 것이고 큰 진동수 shift에서의 넓은 분광 band는 단거리 효과에 의한 것임을 지적하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
• /
• pp.155-161
• /
• 2001

반도체 소자의 기판 재료로 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼는 그 정밀도가 매우 중요하다. 본 연구에서는 균일한 Dopant 농도 분포를 얻을 수 있는 중성자 변환 Doping을 이용하여 실리콘에 인(P)을 Doping하는 연구를 수행하였다. 중성자 변환 Doping, 즉 NTD(Neutron Transmutation Doping)란 원자번호 30인 실리론 동위원소에 중성자가 조사되면 원자번호 31인 실리콘으로 변환되고, 2.6시간의 반감기를 갖고 decay 되면서 인(P)으로 변하게 되어 실리콘 웨이퍼에 n-type 전도를 갖게 하는 것을 말한다. 본 연구에서는 하나로 원자로를 이용하여 고저항(1000-2000Ω㎝) FZ 실리콘 웨이퍼에 중성자 조사하여 저항의 변화를 관찰하였고, 중성자 조사시 발생하는 점결함을 분석하여 점결함이 저항 변화에 미치는 영향을 알아보았다. 중성자 조사 전 이론적 계산에 의해 16.8Ω㎝와 4.76Ω㎝의 저항을 얻을 수 있을 것으로 예상되었고, 중성자 조사 후 SRP로 측정한 결과 실리콘 웨이퍼가 3Ω㎝과 2.5Ω㎝의 저항을 가지고 있을 확인할 수 있었으며, FT-IR 분석결과 점결함의 변화 양상을 확인할 수 있었다.