• 제목/요약/키워드: Ab initio MO

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Y-방향족성의 본질과 존재에 대한 분자궤도론적 연구 (MO Theoretical Studies on Nature and Reality of)

  • 이익춘;이본수;김찬경
    • 대한화학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.356-364
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    • 1985
  • 이소부틸렌 2가 음이온 및 디리티오이소보틸렌 이성질체들에 대하여 STO-3G최적화 계산을 수행하여 이들 화학종의 기하구조, 에너지, Mulliken 점유도등을 고찰하였다. 이들 화학종의 생성과 관련되는 몇 가지 isodesmic반응의 반응에너지 및 그로부터 추정된 상대적 생성에너지로부터 Y-형 2가 음이온에 대한 "Y-방향족성"의 기여와 이들 2가 음이온 유사체를 거치는 알킬화 반응을 좌우하는 구조적 요인을 고찰하였다.

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Ca/Si(111)-2×1에서 에피성장을 통한 Si단결정 성장가능성에 관한 Si원자의 흡착과 확산에 대한 전산모사연구

  • 여강모;정석민
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.127.1-127.1
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    • 2016
  • Si은 값싸고 넓은 시설기반을 갖추고 있어, 발전산업에서 태양광소자의 주원료로 널리 사용된다. 하지만 Si은 간접 띠틈을 Si의 특성을 개선하기 위해 최근 Si에 특정한 결함을 넣어 직접 띠틈으로 바꿔 광효율을 높이려는 시도가 있다. 2015년 초 Si단결정[111]으로 Seiwatz-chain 형태의 결함이 있다면 결함이 있는 Si(111)에 직접 띠틈이 생길 것 이라고 이론적으로 예상했다. 이러한 구조의 제작방법으로 Ca/Si(111)과 Si(111)을 접합 후 가열하여 Ca을 빼내는 방법을 제시했다[1]. 본 연구에서는 이 제작방법 외에 Ca/Si(111)-$2{\times}1$ 표면에서[2] 에피성장으로 결함이 유지된 Si단결정 형성가능성을 제일원리 계산을 통해 연구했다. 제일원리 계산방법으로는 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)를 이용하였다. Si원자 한개, 두 개, 세 개가 흡착될 경우 원자당 흡착에너지는 각각 3.73 eV, 3.73 eV, 3.91 eV 였다. 따라서 Si원자는 무리형태로 흡착될 것으로 예상되어 결함을 유지하며 단결정으로 성장하기는 어려울 것으로 보인다.

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Computational Study of the Molecular Structure, Vibrational Spectra and Energetics of the OIO Cation

  • Lee, Sang-Yeon
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제25권12호
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    • pp.1855-1858
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    • 2004
  • Molecular geometries for the cationic and neutral species of OXO (X=Cl, Br, and I) are optimized using the Hartree-Fock (HF) theory, the second order Moller-Plesset perturbation theory (MP2), the density functional theory with the B3LYP hybrid functional (B3LYP), and the coupled cluster theory using single and double excitation with a perturbational treatment of triplet excitation (CCSD[T]) methods, with two basis sets of triple zeta plus polarization quality. The single point calculations for these species are performed at the CCSD(T,Full) level. The harmonic vibrational frequencies for these species are calculated at the HF, MP2, B3LYP and CCSD(T) levels. The adiabatic ionization potential for OIO is calculated to be 936.7 kJ/mol at the CCSD(T,Full) level and the correct value is estimated to be around 945.4 kJ/mol.

Density Functional Theory Studies on the Electrophilic versus Electron Transfer Mechanisms of Aryl Vinyl Ethers

  • 김왕기;손창국;임선희;이순기;김창곤;이익춘
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제20권10호
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    • pp.1177-1180
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    • 1999
  • The ab initio SCF MO and density functional theory (DFT) studies are carried out on the electrophilic (1a) and electron transfer (1b) addition reactions to the vinyl double bond of aryl vinyl sulfides and ethers. In the electrophilic addition processes, a double bond shift from C3 = C4 to X = C3 occurs with occupation number (1.97) close to the normal two. Due to this shift direct conjugation between the cationic center, X = S or O, and the para electron-donor substituent becomes impossible so that the reaction energies (or log K) are correlated with σ rather than σ+. By contrast, radical cation formation leads to delocalization of the SOMO, a lone-pair πorbital on X, with four major resonance structures in which cationic charge as well as spin density is delocalized over C4 , X and C7 atoms. As a result, partial πbonds are formed over C1 -X and C3 - C4 with occupation numbers (0.82) lower than one. In two of the cannonical structures, III(Ⅹ) and III(X+), direct conjugation between the cationic center, X, and the para substituent is achieved so that a better correlation with σ+ rather than σis obtained. The SCF MO energies at the HF/3-21G* and HF/6-31G* levels lead to very much inferior Hammett correlations in the σ/ σ+ diagnostic criterion. In contrast, the ρvalues evaluated with the DFT energies can give reliable diagnostic distinction between the two addition mechanisms.

인장변형에 따른 이차원 수평접합 쇼트키 장벽 제일원리 연구 (Ab-Initio Study of the Schottky Barrier in Two-Dimensional Lateral Heterostructures by Using Strain Engineering)

  • 황휘현;이재광
    • 새물리
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    • 제68권12호
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    • pp.1288-1292
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    • 2018
  • 반도체 특성을 가지는 이차원 전이금속 칼코겐 화합물 $MoS_2$와 강자성이면서 금속성을 가지는 $VS_2$로 이루어진 수평접합 구조를 기반으로 해서, 0%부터 10%까지 2% 간격으로 변형에 따른 쇼트키 장벽(Schottky Barrier) 변화를 밀도 범함수 이론 계산을 통해 연구하였다. 그 결과, 홀의 쇼트키 장벽이 전자의 쇼트키 장벽에 비해 훨씬 작고, 홀의 쇼트키 장벽 높이가 변형에 따라 선형적으로 감소함을 발견하였다. 특히, 8% 이후의 변형에서 홀의 스핀 업 쇼트키 장벽의 높이가 0에 가까워지는 임계 변형값이 존재함을 발견하였고, 이 임계 변형값 이상에서는 스핀 업 성분의 홀이 $MoS_2/VS_2$ 수평접합구조를 통해 쇼트키 장벽 없이 쉽게 흐르게 됨을 알게 되었다. 이러한 연구 결과는 향후, 변형을 통한 이차원 전이금속 칼코겐 수평 접합구조 기반 소자 특성 최적화에 중요한 기초자료로 이용될 것으로 기대한다.

The Electronic Structure and Stability of the Heterofullerene :C(60-2x)(BN)x

  • Yee, Kyeong-Ae;Yi, Hong-Suk;Lee, Sang-San;Kang, Sung-Kwon;Song, Jin-Soo;Seong, See-Yearl
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제24권4호
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    • pp.494-498
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    • 2003
  • The transition from aromatics to heteroaromatics is very attractive since it provides an extremely large structural variety, the chemical functionality as well as the possibilities for electronic tuning of the fullerene properties. A synthesis of heterofullerenes in macroscopic quantities is unknown however the spectrometric detection of $C_{59}B$ has been reported. The electronic structures of $C_{(60-2x)}(BN)_x$ systems, isoelectronic with $C_{60}$ have been explored by Extended Hukel, AM1 and ab initio methods. The polyhedral assembly energy are 7.7 kcal greater than $C_{60}$ when one B-N unit is substituted with C-C unit. The assembly energies are getting bigger if more B-N unit is introduced. We focus on HOMO-LUMO energy gap and the stability effects in $C_{(60-2x)}(BN)_x$ with different compositions of $(BN)_x$ moiety. The bonding properties of the substituent atoms were investigated in detail.

아미드-아미드 및 아미드-용매 상호작용에 관한 Raman 분광학적인 연구 (Raman Spectroscopic Investigations of the Amide-Amide and Amide-Solvent Interactions)

  • 유정아;최영상
    • 대한화학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.399-404
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    • 1983
  • 아미드와 아미드-용매계의 C=O stretching band에 해당하는 Raman 스펙트럼으로 부터 카르보닐기와 질소에 치환된 알킬기가 수소결합에 미치는 영향을 조사하였다. Formamide 계에서는 상호작용의 세기가 아미드-아미드>아미드-물>아미드-알코올 순으로 감소했으며, acetamide와 propionamide 계에서는 아미드-물>아미드-아미드>아미드-알코올 순으로 감소하였다. 카르보닐기에 알킬기가 치환되면 카르보닐기의 proton acceptor의 세기가 증가되며, 질소에 알킬기가 치환되면 proton donorcity가 감소함을 보이는데 이는 이론적인 계산 결과와도 일치한다.

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Determination of the Proton Transfer Energies of Glycine and Alanine and the Influence of Water Molecules

  • 권오영;김수연;노경태
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제16권5호
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    • pp.410-416
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    • 1995
  • The proton transfer energies of gas phase glycine and alanine and those of hydrated glycine and alanine were calculated both with Hartree-Fock and $M{\Phi}ller-Plesset$ ab initio molecular orbital (MO) calculations with 6-31G** basis set. The transition states of the proton transfer of gas phase glycine was also investigated. For zwitterions, both for glycine and alanine, the water bound to -NH3+ site stabilize the complex more compared with the water bound to -CO2-. The proton transfer energy, ΔEpt, of glycine, alanine, mono-hydrated glycine, mono-hydrated alanine, di-hydrated glycine and di-hydrated alanine were obtained as 30.78 (MP2: 22.57), 31.43, 23.99 (MP2: 17.00), 24.98, 22.87, and 25.63 kcal/mol, respectively. The activation energy for proton transfer from neutral (Nt) glycine to zwitterion (Zw) glycine, Ea, was obtained as 16.13 kcal/mol and that for reverse process, Ear, was obtained as 0.85 kcal/mol. Since the transition state of the proton transfer of gas phase glycine locate near the glycine zwitterion on the potential energy surface and the shape of the potential well of the zwitterion is shallow, the zwitterion easily changed to neutral glycine through the proton transfer.

Methyl fluoroperoxide와 fuoromethyl fluoroperoxides의 conformers와 isomers 구조에 대한 이론연구 (Computational Investigation of Isomeric and Conformeric Structures of Methyl Fluoroperoxide and Fluoromethyl Fluoroperoxides)

  • 이경민;성은모
    • 대한화학회지
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    • 제55권3호
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    • pp.405-411
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    • 2011
  • Methyl hydro-peroxide의 methyl group과 O-H에 F를 치환 시킨 fluoromethyl fluoroperoxide($CH_nF_{3-n}OOF$)의 안정한 conformers와 isomers에 대하여 MP2/6-311G(d,p) 방법과 B3LYP/6-311++G(d,p) 방법으로 최적화 계산을 수행하였고 vibrational frequencies를 구하였다. $CH_3OOF$$CH_2FOOF$, $CHF_2OOF$, $CF_3OOF$ 분자 모두 가장 안정한 형태는 skew 구조로 나타났으며 $CH_3OOH$와 비교할 때 대단히 짧은 O-O 결합길이를 갖는다. Trans, cis conformers의 경우 skew 형태보다 8-12 kcal/mol 정도 높은 에너지를 갖으며 O-O 결합길이는 훨씬 길어진다. $CH_2FOOF$, $CHF_2OOF$, $CF_3OOF$ 분자들은 methyl group의 F에 의한 induction 효과로 짧은 C-O 결합길이를 갖고 O-F 결합길이는 길어지나 치환된 F 원자의 수에 따른 구조변화는 그리 크지 않다.

2-Fluorocyclopropanemethanol과 2-Chlorocyclopropanemethanol의 분자 내 수소결합 가능성에 대한 이론연구 (Intramolecular Hydrogen Bonding in 2-Fluorocyclopropanemethanol and 2-Chlorocyclopropanemethanol as Studied by ab Initio Calculation)

  • 권민경;성은모
    • 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.