• 대한화학회지
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• 제55권3호
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• pp.385-391
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• 2011

Phenol-$(H_2O)_2$ 착물의 여기상태 수소 결합 동력학을 시간 의존 밀도 함수 이론(TDDFT) 법으로 연구하였다. 수소-결합된 착물에 대한 바닥 상태 및 다른 전자 여기 상태들 ($S_1$와 $T_1$)에서의 기하학적 구조와 IR 스펙트라를 밀도 함수 이론(DFT)와 TDDFT 방법을 사용하여 계산하였다. 페놀과 두 물분자 간에 3개의 수소 결합으로 구성된 고리가 형성되었다. 세 개의 수소 결합에서 분자간 수소결합 $O_1-H_2{\cdots}O_3-H$은 $S_1$ 그리고 $T_1$ 상태에서 더 강해졌지만, 수소결합 $O_5-H_6{\cdots}O_1-H$은 $S_1$과 $T_1$상태에서 약해졌다. 이러한 결과들은 다른 전자 상태에서 수소 결합과 hydrogen-bonding groups의 결합 길이의 변화를 이론적으로 모니터링하여 얻었다. 수소 결합 $O_1-H_2{\cdots}O_3-H$가 $S_1$와 $T_1$ 상태 모두에서 강화된다는 것은 OH(phenol)의 계산된 신축 진동 모드가 광 여기에 의해 적색-이동한다는 것으로부터 확인 되었다. 전자 여기 상태에서 수소 결합이 강해지고 약해지는 행동은 phenol-$(H_2O)_n$의 다른 고리 구조에 존재할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.565-573
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• 2021

활성탄에 의한 Brilliant Green(BG), Quinoline Yellow(QY) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학, 열역학적 특성치와 경쟁흡착을 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. BG와 QY는 가지고 있는 atomic nitrogen 이온(N⁺)의 영향으로 pH 11에서 92.4%의 최고 흡착율을 나타내었고, QY는 sulfite 이온(SO₃^-)의 영향으로 pH3에서 90.9%의 최고 흡착률을 나타냈다. 등온흡착 데이터로부터, BG의 경우는 Freundlich 등온식에 잘 맞아서 다분자층 흡착이었고, QY는 Langmuir 등온식이 가장 높은 일치도를 나타내어 주로 단분자층흡착이었다. Freundlich 식과 Langmuir 식의 분리계수는 활성탄에 의해 이들 염료를 효과적으로 처리할 수 있는 공정임을 나타냈다. Temkin 등온식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 BG와 QY의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 동력학적 실험결과는 유사 이차 반응속도식이 유사일차 반응속도식보다 일치도가 높았고 평형흡착량에 대한 오차도 더 작았다. 입자내 확산식을 이용하여 도시한 그래프는 2단계의 직선으로 나타났는데 기울기가 낮은 입자내 확산이 율속단계임을 확인하였다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 흡착과정이 비교적 수월하게 일어나며 흡열반응임을 나타냈다. 엔트로피 변화는 활성탄에 대한 BG와 QY 염료의 흡착이 진행됨에 따라 흡착시스템의 무질서도가 증가함을 나타냈고, Gibbs 자유 에너지 변화로 부터 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 커진다는 것을 알았다. 혼합용액의 경쟁흡착 결과는 상대적으로 흡착률이 높은 QY가 BG에 의해 큰 방해를 받아 흡착률이 크게 감소하는 것으로 나타났다.

• 폴리머
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• 제29권3호
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• pp.300-303
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• 2005

폴리우레탄을 PU1000(poly(propylene glycol), PPG, 분자량 1000 g/mol로 제조된 폴리우레탄)과 PU2000(PPG 분자량 2000 g/mol로 제조된 폴리우레탄)을 이용하여 다층구조와 발포체 다층구조로 제조하였고 동력학 특성과 음향특성을 기준물질인 PU1000과 비교 조사하였다. 다층구조 폴리우레탄의 감쇠 피크는 PU1000에 비해 낮은 온도로 이동한 반면에 발포체를 이용한 다층구조에서의 감쇠 피크는 PU1000에 비해 높은 온도로 이동하였고 감쇠 범위 또한 넓어졌다. 음향특성인 투과손실 측면에서 보면 다층구조의 투과손실은 기준이 되는 PU1000에 비해 100 Hz이하와 600 Hz의 특정 주파수 영역에서 효과적이었고 발포체 다층구조의 경우는 실험 범위인 1000 Hz이하 전영역에서 아주 우수한 투과손실이 얻어졌다

• 폴리머
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• 제35권4호
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• pp.325-331
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• 2011

침투 가능한 수형 모델 유체의 방정식을 고찰하는 다양한 범위의 입자 충전 분을 ${\phi}$ 및 척력적 에너지 상수 ${\varepsilon}^*$에 대하여 분자 동력학 방법을 이용한 전산 모사를 수행하였다. 전산 모사로부터 얻어진 결과는 문헌에 보고된 고침투 근사식 및 저침투 근사식으로 알려진 두 가지의 한계적 이론식들과 직접 비교하였다. 낮은 척력적 에너지를 갖는 ${\varepsilon}^*$ <3.0의 경우 전산 모사 결과는 이들 두 이론식들과 일치하였으나, 반면 입자간 상호 포텐셜 에너지가 입자 자체 평균 운동 에너지의 두 배 이상 높은 척력적 에너지를 갖는 ${\varepsilon}^*{\geqq}3.0$의 경우 이들 이론식들 모두 전산 모사 결과를 재현하지 못하였다. 이는 특히 높은 입자 밀도와 높은 척력적 에너지를 갖는 ${\phi}{\geqq}0.7$ 및 ${\varepsilon}^*$=6.0의 경우 입자들의 클라스터 형성 및 자체 입자 배제 부피에 따른 비연속적 크기 효과에 기인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.168-168
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• 2000

Yamada 등의 덩어리 증착에 관한 연구 이후 낮은 기판 온도에서 결정성이 뛰어난 금속박막성장(thin film growth)을 얻을 수 있는 방법으로 최근 덩어리 증착(cluster depositon) 방법에 관하여 많은 연구들이 진행되어 덩어리 충돌이 원자 충돌인 경우와 큰 차이를 보이는 결과를 얻었으며, 덩어리 증착시 기판 내부에 점결함(point defect)이 발생되지 않는다는 중요한 결과를 얻었다. 금속 덩어리를 사용한 금속박막성장은 높은 박막성장속도와 뛰어난 구조 재배열 효과를 얻을 수 있으며 기판의 격자 손상을 감소시키기 때문에 향후 나노미터 소자 개발에 응용성이 클 것으로 예상된다. 그러나 금속 덩어리와 금속 표면사이의 상호작용에서 발생되는 기본적인 역학(mechanism)은 분명하게 알려져 있지 않다. 지금까지 알루미늄 덩어리의 원자구조와 특성에 관한 연구는 수행되어졌지만 (4,5), 알루미늄 덩어리 증착에 관한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서는 13~177개로 이루어진 큰 알루미늄 덩어리들의 증착에 관하여 Md(molecular dynamics) 방법을 사용하여 연구하였다. MD 시뮬레이션을 사용하여 덩어리 증착시 기판 표면과의 충돌 초기에 나타나는 덩어리 내부 원자들의 상관충돌효과(correlated collisions effect)에 의하여 덩어리 크기에 따른 증착현상과 여러 물리적 현상들을 관찰하였다. 덩어리 총 에너지가 증가할수록 기판의 최고 온도는 증가하며, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과가 커지기 때문에 덩어리의 총 에너지에 다른 최고 증가 비율은 적어졌다. 시간에 따른 비정렬 원자수(disordered atom number) 비교를 통하여 덩어리가 클수록 구조 재배열이 더 잘 이루어진다는 것을 알 수 있었고, 원자당 에너지가 클수록 덩어리 원자들이 기판 내부로 더 깊이 들어갔고, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과로 인하여 덩어리 원자들이 기판 내부로 더 깊이 들어가는 것을 알 수 있었고, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과는 커지고 더욱 부드러운 증착이 이루어졌으며, 무엇보다도 덩어리 증착시 표면에서 구조 재배열이 잘 이루어지는 특징을 살펴볼 수 있었다. 이러한 알루미늄 덩어리를 생성하여 증착할 수 있을 경우, 뛰어난 재배열 효과를 이용하여 품질이 향상된 반도체 소자를 제조할 수 있을 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.513-519
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• 2011

침투 가능한 구형 모델 유체의 충돌 특성을 고찰하고자 분자 동력학 방법을 이용한 전산 모사를 수행하였다. 이로부터 다양한 범위의 입자 충전 분율 ${\phi}$ 및 척력적 에너지 ${\varepsilon}^*$ 조건에 대한 충돌 빈도수, 평균 자유 행로, 강체형 반사 충돌각 및 연체형 침투 충돌각의 분포도, 유효 충전 분율 등을 계산하였다. 낮은 척력적 에너지 조건에서는 연체형 충돌이 주된 특성이나, 반면 높은 척력적 에너지 조건에서는 강체형 충돌이 주된 요인이었다. 매우 흥미롭게도, 전체 충돌 빈도수에 대한 연체형 충돌비(또는, 강체형 충돌비)는 정준 앙상블의 몬테카를로 전산 모사에서 받아들임 확률(또는, 되돌림 확률)로 표시되는 볼쯔만 인자와 직접적으로 관계되었다. 이와 같은 거동 입자들의 동적 충돌 특성들은 ${\varepsilon}^*{\geqq}3.0$ 및 ${\phi}{\geqq}0.7$ 범위의 높은 척력적 에너지 및 높은 충전 분율 조건에서 제한적이었으며, 이는 침투성 구형 모델에서 나타나는 클러스터 형성 구조를 함축하고 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권3호
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• pp.175-181
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• 2007

Molecular dynamics simulation (MD) of $(62-x)CaO{\cdot}38Al_{2}O_{3}{\cdot}xBaO$ glasses has been carried out using empirical potentials with the covalent term. The simulations closely reproduce the total neutron correlation functions of glass with 5 mol% BaO and physical properties of these glasses such as elastic constants. For these glasses, aluminum is tetrahedrally coordinated by oxygen, but there is a part of five-fold and six-fold coordination of aluminum. There are no major changes to the mid-range structure of glass, as barium is substituted for calcium. To predict the barium coordination number, we have used the bond valence (BV) theory and also compared the results of simulation with Bond valence. The coordination number for oxygen around barium atoms is close to 8 and the average distance of barium and oxygen is nearly 2.80 A. The viscosity of these glasses increases with the content of barium oxide substituted for calcium oxide.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.410-410
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• 2010

한TFT-LCD, Solar cell, 반도체 등에 사용되는 Si 박막은 주로 PECVD로 형성한다. 이 때 사용되는 원료 가스로 $SiH_4$가 있으며 대개 $H_2$로 희석해서 사용한다. 저온 증착의 경우 전자 충돌 해리과정을 이용하여 증착이 이루어지며 이 때 중간 생성물로 $SiH_3$, $SiH_2$와 고차유도체($Si_xH_y$)가 생성된다. 고밀도 플라즈마를 이용하는 경우에는 이들의 이온(양, 음)의 비율도 막질 형성에 중요한 요소가 된다. 본 발표에서는 안테나가 외부 및 내부에 있는 경우에 대해서 모델링하였으며 해리된 유도체의 비율은 $SiH_3$ > $SiH_2$의 순서였고 가스 조성비(수소 희석비), U-type 내장형 안테나와 기판 사이의 거리, 챔버 내의 펌핑 포트의 위치 등에 의한 차이가 플라즈마 온도 및 밀도의 균일도에 미치는 영향을 분석하였다. 수치 모델상의 가장 중요한 변수의 하나인 이온, 라디칼의 표면 재결합 상수는 문헌에서 보고된 값을 구하기 어려운 경우에는 가장 실제와 근접한 경향이 나타나는 값을 사용하였다. 이 부분은 분자 동력학 등의 기법을 이용하여 보다 상세한 데이터를 만들어 낼 수 있는 방법의 적용이 필요하다. 기본적인 $SiH_4$의 화학 반응식은 이원기[1]등의 데이터를 이용하였다. 계산 결과 중의 특이한 점의 하나는 고차 유도체인 $Si_2H_4$의 경우 중성보다 오히려 양이온의 밀도가 1 order이상 높았다. 내장형 Y-type 안테나의 경우 전력 흡수 밀도가 $10^7\;W/m^3$ 수준으로 높은 영역이 안테나 주변으로 나타났으며 안테나와 기판 사이의 거리와 압력에 따라서 기판에서의 균일도가 결정 되었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권1호
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• pp.32-37
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• 2009

Molecular dynamic simulations on the structural evolution of the Si(001) vicinal surfaces, which are tilted with respect to [100] and [110] directions were performed by using the empirical Tersoff potential. Tersoff potential was implemented at LAMMPS code and confirmed to describe the properties of Si. When the steps are generated along [100] direction, symmetric dimer rows formed with respect to the step edges. On the other hand, when the steps are generated along [110] direction, alternating dimer rows form with respect to the step edges. The configurational differences between the two vicinal surfaces were discussed in terms of the surface diffusion and the possibility of preventing step bunching for the (001) vicinal surface tilted along [100] direction was suggested.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권2호
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• pp.101-108
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• 2010

The local structural states of amorphous alloys have been depicted previously via short-range orders (SROs). However, the concept of SROs alone is inadequate and sometimes insufficient to explain the structure-property relation of the amorphous alloys. In this study, we propose new types of medium-range building structures that affect the mechanical properties, plasticity in particular. Using a combination of molecular dynamics simulations and the Voronoi tessellation method, we demonstrate a three-dimensional configuration of icosahedral medium-range orders (I-MROs) and elucidate how these icosahedral orders evolve by the application of shear deformation. It was observed that the structural stability of the icosahedral orders relies largely on how they are linked via percolation and this linking is explained in detail.