• 한국재료학회지
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• 제31권12호
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• pp.682-689
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• 2021

NbC, HfC, TaC, and their solid solution ceramics have been identified as the best materials for ultrahigh-temperature ceramics. However, their structural stability and elastic properties are mostly unclear. Thus, we investigated structure and elastic properties of (Nb_1-xTa_x)C and (Nb_1-xHf_x)C solid solutions via ab initio calculations. Our calculated results show that the stability of (Nb_1-xTa_x)C and (Nb_1-xHf_x)C increases with the increase of Hf and Ta content, and (Nb_1-xHf_x)C is more stable than (Nb_1-xTa_x)C at the same content of Hf and Ta. The lattice constants decrease with increasing of Hf and Ta content. (Nb_1-xTa_x)C and (Nb_1-xHf_x)C carbides are mechanically stable and brittle. Bulk modulus of (Nb_1-xTa_x)C increases with increasing Ta content. In contrast, bulk modulus of (Nb_1-xHf_x)C decreases with increasing Hf content. Hardness of solid solutions shows the highest values at the (Nb_0.25Ta_0.75)C and (Nb_0.75Hf_0.25)C. In particular, (Nb_0.75Hf_0.25)C shows the highest hardness for the current system. The results indicate that the overall mechanical properties of (Nb_1-xHf_x)C solid solutions are superior to those of (Nb_1-xTa_x)C solid solutions. Therefore, controlling the Hf and Ta element and content of the (Nb_1-xTa_x)C and (Nb_1-xHf_x)C Solid solution is crucial for optimizing the material properties.

• 대한화학회지
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• 제55권5호
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• pp.733-740
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• 2011

Multiple regression analysis was used for the calculation of pKa values of 15 substituted benzaldoximes by using various types of descriptors as parameters. These descriptors are based on quantum mechanical treatments. They were derived by employing semi-empirical calculation represented by the PM3 model and an Abinitio method expressed by Hartree-Fock(HF) model performed at the 6-311 G(d, p) level of theory. The parameters tested for their ability to represent the variations observed in the experimental pKa(s) are atomic and structural properties including Muliken charges on the atoms of hydroxyl group and C=N bond, the angle $C_6-C_1-C_7$, and length of O-H bond. Molecular properties are also used like energies of HOMO and LUMO, hardness(${\eta}$), chemical potential(${\mu}$), total energy(TE), dipole of molecule(DM), and electrophilicity index(W). The relation between pKa values and each of these parameters of the studied compounds is investigated. Depending on these relations, two sets of parameters were constructed for comparison between the PM3 and HF methods. The results obtained favor the Abinitio method for such applications although both models proved to have high predictive power and have sufficient reliability to describe the effect of substituents on pKa values of benzaldoxime compounds under consideration which is clear from the values of correlation coefficient $R^2$ obtained and the consistency between the experimental and the calculated values.

• 대한화학회지
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• 제64권6호
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• pp.350-353
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• 2020

물 분자내의 OH 신축진동(stretching vibration) 운동을 나타내는 정규모드(normal mode)와 국소모드(local mode) 진동수들을 비교하여 수소결합한 물 분자에 대한 국소모드에 기반한 계산의 타당성을 조사하였다. 물 분자의 단량체, 이합체, 삼량체에 대한 계산을 수행하여 분자 클러스터 크기가 커짐에 따라 국소모드 진동수, 국소모드의 비조화성, 그리고 국소모드와 정규모드 진동수들의 유사성이 어떤 경향성을 보이는지 순이론적 양자화학 계산 방법으로 연구하였다. 단량체에서 삼량체로 분자의 갯수가 증가할수록 OH 결합의 비조화성은 증가하며 국소모드와 정규모드 진동수 간의 차이는 줄어드는 것으로 나타났다. 따라서, 응축상에 존재하는 물 분자들의 OH 신축 진동수의 이론적 계산은 비조화성을 쉽게 다룰 수 있는 국소모드에 기반한 방식이 적절할 수 있음을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권4호
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• pp.1280-1286
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• 2023

MgF₂ as a moderator material has been extensively used in the beam shaping assembly (BSA) that plays an important role in the boron neutron capture therapy (BNCT). Regarded as important for applications, the thermal neutron scattering data of MgF₂ were calculated, based on the phonon expansion model. The structural properties of MgF₂ were researched by the VASP code based on the ab-initio methods. The PHONOPY code was employed to calculate the phonon density of states. Furthermore, the NJOY code was used to calculate the thermal neutron scattering data of MgF₂. The calculated inelastic cross sections plus absorption cross sections are in agreement with the available experimental data. The neutron transport in the BSA has been simulated by using a hybrid Monte-Carlo-Deterministic code NECP-MCX. The results indicated that compared with the calculation of the free gas model, the thermal neutron flux and epithermal neutron flux at the BSA exit port calculated by using the thermal neutron scattering data of MgF₂ were reduced by 27.7% and 8.2%, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권6호
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• pp.391-398
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• 2005

It is known that $BaMgAl_{10}O_{17}:Eu^{2+}(BAM)$ phosphors currently used have a serious thermal degradation problem. We screened $SrO-B_2O_3-P_2O_5$ system by a solution combinatorial chemistry technique in an attempt to search for a thermally stable blue phosphor for PDPs. A Quantitative Structure Activity Relationship (QSAR) was also obtained using an artificial neural network trained by the result fiom the combinatorial screening. As a result, we proposed a promising composition range in the $SrO-B_2O_3-P_2O_5$ ternary library. These compositions crystallized into a single major phase, $Sr_6BP_5O_{20}:Eu^{2+}$. The structure of $Sr_6BP_5O_{20}:Eu^{2+}$ was clearly determined by ab initio calculation. The luminescent efficiency of $Sr_6BP_5O_{20}:Eu^{2+}$ was 2.8 times of BAM at Vacuum Ultra Violet (VUV) excitation. The thermal stability was also good but the CIE color chromaticity was slightly poor.

• 대한화학회지
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• 제54권3호
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• pp.275-282
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• 2010

분자 내 수소결합 가능성을 가지고 있는 2-fluorocyclopropanemethanol과 2-chlorocyclopropanemethanol에 대하여 MP2/6-311++G(d,p) 방법과 B3LYP/6-311++G(d,p) 방법으로 최적화 계산을 수행하였다. 두 분자 모두 가장 안정한 conformer에서 O-H의 수소가 F나 Cl을 향하고 있어 수소결합 가능성을 보이기는 하나 $H{\cdots}F$, $H{\cdots}Cl$ 거리가 van der Waals radii보다 커서 강한 수소결합이라 보기 힘들고 두 번째 안정한 conformer의 경우가 가까운 $H{\cdots}F$, $H{\cdots}Cl$ 거리를 보이며 더 강한 수소결합 가능성을 보였다. 그러나 에너지가 5 ~ 7 kJ 더 높게 나타났다. Methanol group과 F나 Cl이 서로 반대 방향을 향할 때 일반적으로 안정하나 앞의 가장 안정한 conformer보다는 에너지가 높다.

• 한국자기학회지
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• 제25권4호
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• pp.101-105
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• 2015

희토류 금속이나 4d/5d 전이금속을 포함하지 않은 3d 전이금속 Fe와 Ni 원소만을 적절하게 배열해도 강한 수직 자기이방성을 가질 수 있음을 예측한 이론 계산 결과가 최근 보고된 바 있다. 그 계산에서는 Fe 층을 표면으로 하는 계만을 고려하였는데 본 논문에서는 Ni가 표면일 때의 자기이방성 에너지를 제일원리계산 방법으로 계산하여 자기이방성을 조절할 수 있는 방안이 있을 수 있는지를 알아 보았다. Fe(001) 표면에 Ni 원소 한 층이 덮였을 때[Ni/Fe(001)]의 자성과 자기이방성을 제일원리계산 방법으로 VASP과 FLAPW 방법을 상호 보완적으로 사용하면서 계산 결과를 비교해 보았다. VASP에 의한 결과는 FLAPW 방법으로 얻은 결과와 큰 차이가 없었고, Fe와 Ni의 강한 띠 혼합으로 Fe와 Ni의 자기모멘트가 모두 증가하였으며 Ni/Fe(001)은 수평 자기이방성을 가지는 것으로 계산되었다. 원자 별 자기이방성 기여도 계산에 의하면 자기이방성에 결정적인 역할을 하는 것은 Ni표면 층임을 알 수 있었다.

• Macromolecular Research
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• 제11권5호
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• pp.375-381
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• 2003

Silver salt complex membranes with glassy poly(methyl methacrylate) (PMMA) unexpectedly showed higher propylene permeance than those with rubbery poly(butyl methacrylate) (PBMA) where as neat PMMA is much less permeable to propylene than that of neat PBMA. Such unusual facilitated olefin transport has been systematically investigated by changing the side chain length of polymethacrylates (PMAs) from methyl, ethyl to butyl. The ab initio calculation showed almost the same electron densities of the carbonyl oxygens in the three PMAs, expecting very similar intensity of the interaction between carbonyl oxygen and silver ion. However, the interaction intensity decreases with the length of the alkyl side chain: PMMA > PEMA > PBMA according to wide angle X-ray scattering and FT-Raman spectroscopy. The difference in the interaction intensity may arise from the difference in the hydrophilicity of the three PMAs, as confirmed by the contact angle of water, which determines the concentrations of the ionic constituents of silver salts: free ion, contact ion pair and higher order ionic aggregate. However, propylene solubilities and facilitated propylene transport vary with the side chain length significantly even at the same concentration of the free ion, the most active olefin carrier, suggesting possible difference in the prohibition of the molecular access of propylene to silver ion by the side chains: the steric hindrance. Therefore, it may be concluded that both the hydrophilicity and the steric hindrance associated with the side chain length in the three PMAs are of pivotal importance in determining facilitated olefin transport through polymer/silver salt complex membranes.

• 전기화학회지
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• 제16권3호
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• pp.169-176
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• 2013

현재 이차전지에서 사용중인 양극활물질은 구조 안정성이 높은 층상구조(Layered Structure)의 리튬 금속 산화물(Solid State Lithium Oxide Compounds)이 주로 사용된다. 최근에는 리튬이차전지의 성능향상을 위해서 음극활물질과 전해질 사이의 계면뿐만 아니라, 양극활물질과 전해질 사이의 계면에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 계면의 연구를 위해서는 음극활물질 뿐만 아니라, 양극활물질의 표면에 관한 연구도 선행적으로 이루어져야 하는 상황이다. 대표적인 리튬금속 산화물질인 니켈산리튬($LiNiO_2$)과 코발트산리튬($LiCoO_2$)은 서로 매우 유사한 구조를 갖는 층상구조의 양극활물질이다. 코발트산리튬이 다양한 실험적, 이론적 연구가 진행된 반면에, 니켈산 리튬은 실험적 연구에 비해서 이론적 연구가 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 니켈산리튬의 X-선 회절계 측정 결과(XRD data)에 나오는9개의 표면 방향을 범밀도함수이론(Density Functional Theory)을 이용하여 니켈산리튬 표면의 표면 에너지를 계산하였다. 니켈산리튬의 X-선 회절계 측정 결과(XRD data)에서는 (003), (104), (101), (110) 결정 등등이 순차적으로 주요하게 존재하는 것으로 확인되었다. 그러나 시뮬레이션을 이용한 각각의 표면 에너지 계산 결과, X-선 회절계 측정 결과와 다른 순서로 안정한 표면 에너지가 나타나는 결과를 얻었다. 따라서 에너지적으로 안정한 표면이자, X-선 회절계에서 주요하게 나타나는 (104)와 (101) 방향의 니켈산리튬 표면이 많이 노출되어 Li 이온의 충방전시 리튬의 삽입 탈리에 영향을 줄 것으로 예상된다.

• 대한화학회지
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• 제39권7호
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• pp.564-571
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• 1995

NaOH 수용액에서 과산화수소로 2-thiobiuret를 산화성 고리화 반응시켜 5-amion-2H-1, 2, 4-thiadiazoline-3-one을 합성하였다. 이 화합물에 대한 토오토머화 현상을 IR, $^1H$ NMR, $^13C$ NMR 등의 분광학적인 방법으로 고찰하고 분자괘도함수에 의한 이론적 계산 결과와 비교 검토하였다. 이 결과 5-Amion-2H-1, 2, 4-thiadiazoline-3-one는 락팀형보다는 락탐형으로 존재한다. 알킬화 반응을 여러 염기로 DMF 용매와 이상용매계 $H_2O$-THF에서 시도한 결과 N-2 위치에서 알킬화 반응이 일어남을 알 수 있었다. 알킬화 반응은 할로켄화 알칸을 $Li_2CO_3$/DMF의 조건하에서 반응시켰을 때 가장 수율이 좋았다. N-2 위치에서 알킬화 반응 생성물의 확인은 IR, $^1H$ NMR과 $^13C$ NMR 등의 분광학적인 방법과 5-methyl-2-thiobiuret를 thiobiuret와 같이 산화성 고리화 반응을 통하여 5-amino-2-methyl-1,2,4-thiadiazolidine-3-one 표준 시료를 합성하여 알킬화 반응 생성물과 비교 확인하였다.