• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.163-163
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• 2010

저차원 나노양자구조에서 전자적 구조와 광 이득에 대한 연구는 전자소자나 광소자의 효율을 증진시키는데 중요한 역할을 하고 있다. 전자적 부띠 구조를 결정하기 위해서는 변형효과와 비포물선 효과를 고려하여 계산하면 나노 양자구조의 전자적 구조를 비교적 정확하게 계산 할 수 있다. 양자우물에서의 광 이득은 전자적 구조에 따른 전도 대역의 전자와 가전자 대역의 정공 사이에 발생하는 쿨롱 상호작용에 의한 엑시톤 결합 에너지를 고려함으로 정확히 계산할 수 있다. 본 연구에서는 양자 우물의 격자 부정합에 따른 변형효과와 전도대역에서 전자 에너지의 비포물선 효과가 양자 우물의 전자적 성질에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 또한, 온도변화에 따른 양자 우물의 전자적 구조를 계산하였고, 전자적 구조에 따라 엑시톤 결합 에너지가 광 이득에 미치는 영향을 계산하였다. 양자우물 구조에서 전자 및 정공의 부띠에너지, 파동함수 및 부띠천이 에너지를 가변메시 유한차분법으로 결정하였고, interacting pair Green's function 방법과 energy space integrated function 방법을 이용하여 광 이득을 계산하였다. 계산한 결과를 광루미네센스 측정으로 관측한 부띠에너지 천이와 비교하여 변형효과와 비포물선 효과가 전자적 구조에 미치는 영향과 엑시톤 결합 에너지가 광 이득에 미치는 영향에 대하여 비교하였다. 반도체 양자우물의 전자적 구조는 변형효과와 비포물선 효과에 의하여 영향을 받고 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 전자-정공의 쿨롱 상호작용을 고려하여 계산한 광 이득이 온도 변화에 따라 관측한 실험 결과와 잘 맞는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 격자 부정합한 화합물 반도체 양자우물의 저차원적인 전자적 구조와 광 특성을 이해하는데 많은 도움이 된다고 생각된다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.17 no.4
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• pp.152-155
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• 2007

We have studied electronic structures and magnetic properties of $YMnO_3,\;ScManO_3$ with hexagonal structure using Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FLAPW) method based on LSDA method. LSDA calculation results show that multiferroic $YMnO_3$ shows energy gap due to hexagonal symmetry and magnetic interaction. Because of insulating gap and small Y ion, $YMnO_3$ shows magnetic and ferroelectric state. However, $ScMnO_3$ does not show the energy gap because of strong hybridization of Mn-O for LSDA calculation. We confirmed the stability of multiferroic state for $YMnO_3\;and\;ScManO_3$ using total energy calculations. The antiferromagnetic and ferroelectric states have the lowest energy about 100 meV.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.27 no.4
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• pp.140-144
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• 2017

We have studied electronic and magnetic structure of cubane-type Co magnetic molecule using density functional method. The calculated density of states show $Co^{+2}$ ionic state and high-spin state because of large exchange interaction between inside Co 3d electrons. The exchange interaction J between Co atoms depends Co-O-Co angle. The calculated J is ferromagnetic with right angles. On the other hand J is antiferromagnetic with large angles since super-exchange interactions between $Co^{+2}$ atoms. It induces that Co cubane has a antiferromagnetic spin structure of AFM1 = [${\uparrow}{\uparrow}{\downarrow}{\downarrow}$]

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.9 no.3
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• pp.131-135
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• 1999

The electronic structures and properties of layered perovskite $LaSrMnO_4$ and $SR^2MnO_4$ have been determined using the local-density full potential Imearized augmented plane wave method. The total energy calculations show that the antiterromagnetic state has lower energy than the ferromagnetic state in $LaSrMnO_4$. The jahn-Teller distortion of Mn-O octahedron produces the energy gap and the $3z^2-r^2$ orbital ordering, which stabilizes 2 dimensional antiferromagnetis state.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.24 no.4
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• pp.97-100
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• 2014

We have studied electronic and magnetic structure of Mn-dimer molecule using OpenMX method based on density functional method. The calculated density of states shows that the four O atoms split $e_g$ and $t_{2g}$ energy levels. The energy splitting by the crystal field is smaller than bulk MnO with cubic structure, because of small coordination number of atoms. Total energy with antiferromagnetic spin configuration is lower than that of ferromagnetic configurations. Calculated exchange interaction J between Mn atoms is one order larger than that of the other Mn-O magnetic molecules. That comes from the direct exchange interaction between Mn 3d orbitals and the super-exchange interactions caused by strong ${\sigma}$-bonding of Mn-O orbitals.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.285-286
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• 2013

이번 연구에서는 제일원리 계산을 통해 실리콘의 전자구조를 분석하였다. 특히 strain이 걸렸을 때에 실리콘의 전자이동도는 전자구조의 변화와 밀접하게 관련이 있음을 밝혔다. Strain이 걸린 경우와 그렇지 않은 경우에 대한 conduction band의 effective한 유효질량 계산을 하였고 이를 통해 tensile strain이 걸린 경우 전자의 이동도가 증가하는 것을 보였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.270-272
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• 2016

제일원리 전자구조 계산을 통하여 현재 활발하게 연구가 진행되고 있는 MoS2 layer에 다양한 전이금속 물질을 치환하여 수소 흡착에너지를 구해보고, 수소 발생 촉매로서 적합한 구조를 구해 보았다. 또한 계산된 density of state의 형태를 분석하여 수소발생반응의 가능성을 알아보았다. 계산 결과, MoS2 layer의 경우 ground states에서 약 2.53eV의 흡착에너지를 가졌고, Ge과 Ir을 치환한 구조에 경우에 대해서는 각각 0.02eV와 -0.12eV로 계산되었다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.19 no.3
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• pp.81-84
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• 2009

We examine the effect of U term (U = 3 eV) describing the Coulomb interactions between electrons on the results of electronic band structure calculations carried out for bcc Fe bulk, monolayer, and chain. We investigated the properties of the three Fe structures by using the all-electron total-energy full-potential linearized augmented plane wave method. The U term was included in the exchange - correlation functionals constructed on the basis of local density approximation (LDA) and general gradient approximation (GGA). We found that in the case of bcc Fe bulk structure inclusion of the U term leads to the overestimated values of magnetic moment on Fe atom. The values of magnetic moment calculated for Fe in monolayer and chain are in accordance with calculations in which the U term was not included. In general, for each system the calculated values of magnetic moment on Fe sites were larger when the U term was incorporated in the energy functional. In Fe bulk, the value of magnetic moment $2.54{\mu}_B$ for LDA+U larger than $2.25{\mu}_B$ for LDA.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.308-312
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• 2016

2차원 화합물 반도체인 GaS single tetralayer에 존재하는 vacancy defect의 원자구조 및 전자구조 특성을 제일원리계산을 이용하여 연구하였다. 고립된 Ga과 S vacancy를 모델링하기 위해, GaS $4{\times}4$ supercell을 이용하였고 각 vacancy에 대해 symmetry-preserving 구조와 broken symmetry 구조들의 에너지를 계산하여 가장 안정한 결함 원자 구조를 결정하였다. Ga-rich, S-rich condition에서의 formation energy 계산을 통해 vacancy 구조의 생성 가능성을 예측하였다. 안정한 vacancy 구조들에 대해 projected density of states (PDOS)를 clean GaS의 PDOS와 비교 분석함으로써 vacancy에 의한 defect states들을 찾고, 결과적으로 나타나는 전자구조 특성의 변화를 규명하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.467-471
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• 2014

유기 반도체 물질로서 활발히 연구되고 있는 CuPC의 기체 및 고체상에 대한 전자구조 분석을 진행하였다. CuPC는 기체상에서는 4 eV 이상의 큰 HOMO-LUMO gap을 가지고 있지만 고체가 되면 ~2 eV 정도의 gap을 나타내게 된다는 것을 밝혔다. 특히 GW 계산을 이용하여 고체에서 전자의 screening 효과는 IP와 EA를 기체에 비해 상당히 변화시킨다는 것을 알아냈고 이는 CuPC와 같은 유기 분자로 이루어진 고체의 전자구조 결정에 polarizable medium을 잘 기술하는 것이 중요한 역할을 한다는 것을 발견하였다.