• 제목/요약/키워드: spin-orbit coupling effect

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리간드의 Spin-Orbit Coupling이 작은 스핀팔면체 Ti(Ⅲ), V(Ⅲ), Fe(Ⅲ) 및 Ni(Ⅱ) 착물의 Zero-Field Splitting에 미치는 영향 (The Effect of the Ligand's Spin-Orbit Coupling on the Zero-Field Splitting in the Low Spin Octahedral Ti(Ⅲ), V(Ⅲ), Fe(Ⅲ) and Ni(Ⅱ) Complexes)

  • 안상운;이기학
    • 대한화학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.65-74
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    • 1979
  • 팔면체$ [Ti(Ⅲ)A_3B_3]$, $ [V(Ⅲ)A_3B_3]$, $ [Fe(Ⅲ)A_3B_3]$$ [Ni(Ⅱ)A_3B_3]$ 형태 착물의 바닥상태에 대한 리간드 궤도함수의 spin-orbit coupling의 영향을 고찰하여 보았다. 리간드 궤도함수의 spin-orbit coupling이 바닥상태의 파동함수에는 영향을 주지 않았으나 에너지 준위의 분열에는 영향을 주었으며, 그 크기는 Ti(Ⅲ) > V(Ⅲ) > Fe(Ⅲ)의 순서로 감소하였다

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KPACK: Relativistic Two-component Ab Initio Electronic Structure Program Package

  • Kim, Inkoo;Lee, Yoon Sup
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권1호
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    • pp.179-187
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    • 2013
  • We describe newly developed software named KPACK for relativistic electronic structure computation of molecules containing heavy elements that enables the two-component ab initio calculations in Kramers restricted and unrestricted formalisms in the framework of the relativistic effective core potential (RECP). The spin-orbit coupling as relativistic effect enters into the calculation at the Hartree-Fock (HF) stage and hence, is treated in a variational manner to generate two-component molecular spinors as one-electron wavefunctions for use in the correlated methods. As correlated methods, KPACK currently provides the two-component second-order M${\o}$ller-Plesset perturbation theory (MP2), configuration interaction (CI) and complete-active-space self-consistent field (CASSCF) methods. Test calculations were performed for the ground states of group-14 elements, for which the spin-orbit coupling greatly influences the determination of term symbols. A categorization of three procedures is suggested for the two-component methods on the basis of spin-orbit coupling manifested in the HF level.

Cu 3d 와 4p 궤도함수의 혼성과 리간드의 Spin-Orbit Coupling 이 Tetragonally 일그러진 $CuCl_4^{2-}$ 착물의 Zero-Field Splitting에 미치는 영향 (The Effect of Ligand's Spin-Orbit Coupling and the Intermixing of │3d 〉 and │4p 〉 Cu Atomic Orbitals on Zero-Field Splitting in the Tetragonally Distorted Tetrahedral $CuCl_4^{2-}\;Complex^\ast$)

  • 이왕노;최우성;백우현;김동희;최창진;이기계
    • 대한화학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.37-43
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    • 1990
  • $D_{2d}$ 점군에 속하는 강결정장의 tetragonally 일그러진 사면체 3$d^9$전자계 착물의 바닥상태에 대한 리간드 궤도함수의 spin-orbit coupling과 중심 금속의 3d와 4p궤도함수의 intermixing이 미치는 영향에 대하여 중첩 섭동론을 사용하여 연구하였다. 단결정 $Cs_2CuCl_4$의 tetragonally 일그러진 $CuCl_4^{2-}$에 대한 d-d전이의 실험값을 사용한 LCAO-MO분석은 구리이온과 리간드 사이의 공유결합성은 Cu 4p orbital의 기여가 증가하므로서 급격히 감소하고 리간드 Cl 3p궤도함수의 spin-orbit coupling 상호작용에 의한 바닥상태의 에너지 준위 분리에 대한 효과는 $\Gamma_7(E)\;\to\;\Gamma_6(E)\; >\;\Gamma_7(B_2)\;\to\;\Gamma_6(E)\; >\;\Gamma_7(B_2)\;\to\;\Gamma_7(E)$의 순서로 감소하였다.

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스핀-궤도 각운동량 상호작용의 구조 최적화에 대한 효과: 비스무스 텔루라이드의 제일원리 계산의 경우 (Spin-orbit Coupling Effect on the Structural Optimization: Bismuth Telluride in First-principles)

  • ;김미영
    • 한국자기학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.1-6
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    • 2013
  • 스핀 궤도 각운동량의 상호작용은 저차원계 자성물질에서 나타나는 여러 가지 특이한 현상들의 물리적 원인을 제공하는 것으로 알려져 있다. 최근 들어 자성 도핑을 이용한 열전 물질의 합금에 대한 관심이 높아지면서, 열전 및 위상 절연체(Topological Insulator) 등의 물리적 성질 결정에 중요한 역할을 하는 페르미 에너지 준위 부근에서의 전자구조에 대한 스핀 궤도 각운동량의 효과 연구가 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 가장 일반적인 열전 호스트 물질인 비스무스 텔루라이드의 격자 상수 및 부피 팽창률에 대한 스핀 궤도 각운동량 상호작용의 효과를 연구하기 위하여 모든 전자(all-electron) FLAPW(full-potential linearized augmented plane wave) 방법을 이용하여 전자구조 계산을 수행하였다. 국소밀도 근사법 및 일반 기울기 보정법의 서로 다른 교환상호작용 퍼텐셜을 채용하고, 수평격자 및 수직격자를 분리하여 변화시키는 구조최적화 계산을 통하여, 스핀-궤도 각운동량 상호작용의 효과가 격자상수 평형 값을 약하게 증가시키는 반면, 부피탄성률을 크게 감소시키는 영향을 주며, 그 효과는 구조적 이방성이 뚜렷한 비스무스 텔루라이드의 특성에 의하여 격자방향에 대한 의존성을 보인다는 것을 확인했다.

YBaCo_20_5 화합물에서의 구조변형에 의한 전하, 궤도, 스핀상태 전이 연구 (Charge and Orbital Ordering and Spin State Transition Driven by Structural Distortion in YBaCo_20_5)

  • Se Kyun Kwon;Jin Ho Park;Byung II Min
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2000년도 International Symposium on Magnetics The 2000 Fall Conference
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    • pp.461-461
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    • 2000
  • We have investigated electronic structuresof antiferromagnetic YBaCo_2O_5 using the local spin-density approximation (LSDA) + U method. The charge and orbital ordered insulating ground state is correctly obtained with the strong on-site Coulomb interaction. Co^{2+} and Co^{3+} ions are found to be in the high spin (HS) and intermediate spin (IS) state, respectively. The tetragonal to orthorhombic structural transition is responsible for the ordering phenomena and the spin states of Co ions. The large contribution of the orbital moment to the total magnetic moment indicates that the effect of the spin-orbit coupling is very important in YBaCo_2O_5.

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고분자 전기인광소자에서의 에너지 전이, 소자 특성 및 인광염료의 리간드 변화에 따른 광학적, 전기적 특성 변화 (Energy Transfer and Device Performance in Polymer Based Electrophosphorescent Light Emitting Diodes and Effect of Ligand Modification in the Optical and Electrical Properties of Phosphorescent Dyes)

  • 이창렬;;노용영;김장주
    • 폴리머
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    • 제29권2호
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    • pp.107-121
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    • 2005
  • 전기인광소자(electrophosphorescent light emitting diodes)의 경우 인광염료내에 있는 중금속에 의해 효과적인 전자 스핀-궤도 결합(spin-orbit coupling)이 가능하며, 이로 인해 일중항 여기자뿐만 아니라 삼중항 여기자로부터 발광이 가능하므로 이론적으로 $100\%$ 내부발광효율을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 지난 몇 년 동안 본 연구실에서 진행한 고분자 호스트를 사용한 고분자 전기인광소자의 특성 및 에너지 전이 메커니즘에 대하여 기술하였다. 또한 고분자 전기인광소자에서의 상분리 및 응집현상이 고분자 호스트와 게스트인 인광염료간의 에너지 전이와 소자 특성에 미치는 영향을 규명하였다. 마지막으로 인광염료의 리간드에 치환체 도입 및 리간드 변화에 따른 전이금속화합물의 광학적, 전기적 특성 변화에 대하여 연구하였다.

Gd 도핑된 비스무스 텔루라이드의 자기적 성질에 대한 제일원리 계산 연구 (First-principles Study on the Magnetic Properties of Gd doped Bithmuth-Telluride)

  • ;김미영
    • 한국자기학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.39-44
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    • 2016
  • 대표적 열전물질인 비스무스 텔루라이드에 자성원자를 도핑한 합금에 대한 구조 및 전자적 그리고 자기적 성질에 관한 연구는 고효율 열전물질의 개발이라는 목적뿐만 아니라 특이한 자기적 상호작용 규명 및 위상절연체 분야에서도 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 희토류 원자로서 매우 국소화된 f 전자를 갖는 Gd이 Bi을 치환하여 도핑된 비스무스 텔루라이드 합금의 자성 안정성을 밀도범함수(Density Functional Theory)에 입각하여 제일원리적으로 연구하기 위하여 모든 전자(all-electron) FLAPW(full-potential linearized augmented plane-wave) 방법을 이용하여 전자구조 계산을 수행하였다. 전자간 교환-상관 상호작용은 일반기울기 근사법(Generalized Gradient Approximation)을 도입하여 계산하였으며, 국소화된 f 전자를 기술하는 데 필요한 Hubbard+U 보정과 스핀-궤도 각운동량 상호작용은 제2 변분법적 방법을 이용하여 고려하였다. 계산 결과, 강자성 안정성을 보이는 Gd 덩치계와 다르게 이 합금은 강자성과 반강자성의 총에너지 차이가 ~1 meV/Gd 정도의 아주 작은 값으로 얻어져서, 그 자성 안정성은 결함이나 strain 등에 의한 구조변화에 민감하게 의존하여 변할 수 있음을 알 수 있었다. 특히 Gd 스핀자기모멘트는 덩치에서의 값에 비해 감소하였고, Gd에 가장 가까운 Te에 유도 자기모멘트가 형성되는 것으로 미루어 Te를 매개로 한 자성상호작용이 자성 안정성을 결정하는 데에 중요한 역할을 하는 것으로 예측할 수 있었다.

High Crystalline Epitaxial Bi2Se3 Film on Metal and Semiconductor Substrates

  • 전정흠;장원준;윤종건;강세종
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.302-302
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    • 2011
  • The binary chalcogenide semiconductor Bi2Se3 is at the center of intensive research on a new state of matter known as topological insulators. It has Dirac point in their band structures with robust surface states that are protected against external perturbations by strong spin-orbit coupling with broken inversion symmetry. Such unique band configurations were confirmed by recent angle-resolved photoelectron emission spectroscopy experiments with an unwanted n-type doping effect, showing a Fermi level shift of about 0.3 eV caused by atomic defects such as Se vacancies. Since the number of defects can be reduced using the molecular beam epitaxy (MBE) method. We have prepared the Bi2Se3 film on noble metal Au(111) and semiconductor Si(111) substrates by MBE method. To characterize the film, we have introduced several surface sensitive techniques including x-ray photoemission electron spectroscopy (XPS) and micro Raman spectroscopy. Also, crystallinity of the film has been confirmed by x-ray diffraction (XRD). Using home-built scanning tunneling microscope, we observed the atomic structure of quintuple layered Bi2Se3 film on Au(111).

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