• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.514-515
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• 2014

실리신의 single vacancy에 Sc부터 Zn까지 전이금속을 넣고 이에 따른 실리신의 자기 모멘트와 구조 변화를 density funtional theory(DFT) 계산을 통해 알아보았다. 실리신은 그래핀(Graphene)과는 다소 다른 경향을 보였으며, 이는 실리신의 buckled 구조와 결합 길이의 차이로 인한 것으로 생각된다. 자기 모멘트는 전이금속 impurity에 큰 영향을 받았다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.430-433
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• 2014

Perovskite 구조를 가진 코발트 산화물 $SrCoO_3$와 Brownmillerite 구조인 $SrCoO_{2.5}$의 electronic structure를 제1원리 계산을 통해 분석하였다. 이들의 magnetic structure를 계산하여 실험을 통해 알려진 값과 비교하였고, 각 구조에서 코발트 이온이 갖는 spin state를 확인할 수 있었다. 코발트 이온은 $SrCoO_3$에서 intermediate spin state(IS)를, $SrCoO_{2.5}$에서는 high spin state(HS)를 갖는데 이것이 lattice constant의 차이에 의한 것인지, 아니라면 차이의 원인은 무엇인지 density of state를 분석함으로써 알아보았다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.373-377
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• 2015

이 연구에서는 원자 궤도 함수 기반 DFT 전자구조 계산을 이용해서 최근 각광받고 있는 이차원 물질인 MoS2 monolayer의 S 자리와 Mo 자리에 각각 전자가가 다른 원자를 치환하였을 때의 도핑 특성을 Density of States (DOSs)와 밴드구조 등의 전자구조를 통해 분석해 보았다. S자리에 Cl, Si, I, B, C, Mo 자리에는 Hf, Ta, 그리고 Re을 치환해 보았으며 계산 결과 S자리에 Cl을 치환했을 때 가장 얕은 acceptor level (VBM으로부터 0.08 eV)이 형성되었으며, Mo자리에 Re를 치환했을 때에는 resonant state를 형성하였다. 또한 Mo자리에 Ta를 치환했을 ? 가장 얕은 donor level (CBM으로부터 0.02 eV)가 형성되었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (C)
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• pp.70-72
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• 2003

전자계 산란의 시간영역 신호는 대응하는 주파수 영역 응답에 대해서도 동시에 효율적인 방법으로 나타낼 수 있는 이유는 다항식의 직교하는 성질 때문이다. 직교 다항식을 이용함으로써, 이른 시간과 낮은 주파수 영역을 동시에 추정할 수 있다 그 접근법은 CGM(Conjugate Gradient Method)방법과 간단한 DFT(Discrete Fourier transform)에 의거한다. 본 논문에서는 Bessel-Chebyshev 함수를 이용한 이른 시간과 낮은 주파수영역 응답을 동시에 추정하기 위한 접근의 방법을 제시하고, 구현하였다. 오직 이른 시간과 낮은 주파수 정보를 필요로 하기 때문에 이 방법으로 계산시 반복계산의 수렴속도가 무척 빠르다는 이점이 있어, 신속한 정보를 얻을 수 있다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.385-397
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• 2014

신약을 개발하거나 단백질 구조를 예측하는데 Molecular Mechanics (MM)의 방법을 사용한다. 하지만, MM 만으로는 자연현상에서 일어나는 결과를 정확하게 기술하기 어렵다. 본 연구는 기존의 MM 방법으로는 정확히 예측이 불가능한 비 공유결합 중 하나인 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 양자역학 계산을 통해 정확한 예측이 가능한지 보았다. ${\pi}-{\pi}$ interaction 이란 생체 내, 의약 화합물에서 발견되는 결합이기 때문에, 단백질과 결합하는 구조의 예측이 중요하다고 할 수 있다. 본 실험은 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 갖는 Sandwich, T shape, 그리고 Parallel displaced 세 가지 모형을 가지고 양자역학 계산을 수행하였다. 양자역학 계산은 DFT의 세가지 함수 M06_2X, M05_2X, B3LYP를 이용하였다. 실험결과에서 세 가지 함수가 각기 다른 결과를 보였는데, M06_2X의 결과에서 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 더 정확하게 계산하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 양자역학의 방법을 통해 MM에서는 예측이 불가능한 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 계산 할 수 있고 이 부분을 고려하여 화합물 간의 결합구조를 예측을 향상시킬 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제59권1호
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• pp.9-17
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• 2015

풀러렌(fullerene)의 내부에 캡슐화될 수 있는 물 분자의 수와 물 분자들이 증가함에 따라 풀러렌의 안정적인 구조에 미치는 영향을 조사하기 위해 밀도 범함수 이론(density functional theory, DFT)을 이용하여 풀러렌-물 클러스터$(H_2O)_n@C_{60}$, (n=1-10)의 구조 변화에 따른 열역학적 안정성 및 결합에너지를 계산하였다. 각각의 구조들에 대해서 여러 이론 수준에서 최적화하였으며 진동주파수를 계산하여 가장 안정한 구조를 조사하고 IR 스펙트럼을 예측하였다. 또한 풀러렌 내의 물 분자 수가 증가함에 따른 수소결합의 세기 변화를 순수한 물 클러스터$(H_2O)_n$, (n=1-6)의 수소결합과 비교 분석하였다.

• 대한화학회지
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• 제64권6호
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• pp.334-344
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• 2020

본 연구는 그래핀과 유사한 IV족 나노 시트로서 말단을 수소로 처리한 게르마닌(Germanene) 이차원(2D) 시트에 여러 유해 가스(COx, NOx, SOx)를 흡착시켰을 때 구조적 변화와 흡착에너지를 이론적으로 계산하였다. 이론 방법은 밀도 범함수 이론(density functional theory, DFT) 가운데 B3LYP와 CAM-B3lYP을 사용하였으며, 바탕집합(basis set)으로는 cc-pvDZ를 사용하였다. 분자 구조를 각 이론 수준에서 최적화한 후 진동 주파수를 계산하여 열역학적으로 가장 안정한 분자 구조를 확인하였다. 게르마닌 시트에 기체의 흡착은 CO, CO2, NO, SO2 가스의 경우 물리 흡착을 나타내었으며, NO2, SO, SO2 등은 화학 흡착을 나타내었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권6B호
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• pp.1106-1113
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• 2000

본 논문에서는 비정수배 과표본화(fractional ratio oversampling) 구조를 위한 DFT 기반의 폴리페이즈 필터뱅크를 제안하였다. 비정수배 과표본화는 임계표본화(critical sampling)보다 적은 에일리어징을 가지며 동시에 정수배과표본화(integer ratio oversampling)보다 적은 계산량을 갖는다. 또한 비정수배 과표본화의 에일리어징 감소효과로 인해 필터뱅크 설계에 자유도가 높아진다. 제안된 비정수배 과표본화 폴리페이즈 구조를 서브밴드 적응필터에 응용하여 긴 적응필터를 필요로 하는 음향반향 제거 실험을 수행하였다. 반향제거 실험결과 비정수배 과표본화는 정수배 과표본화보다 적은 계산량으로 유사한 성능을 보였다.

• 한국광물학회지
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• 제28권2호
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• pp.127-133
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• 2015

리튬-함유 백운모는 삼팔면체 레피돌라이트(lepidolite)와 함께 화강암 페그마타이트 주변에서 발견되는 대표적인 리튬광물 중 하나이다. 백운모 결정구조를 고려하면 $Li^+$ 이온은 층간 $K^+$ 자리(Int)에 위치하거나 $Al^{3+}$ 팔면체층의 원자 빈자리(Sub)에 위치할 수 있지만, 실험만으로 백운모의 리튬 함유기작을 규명하는데 어려움이 있다. 이번 연구에서는 밀도범함수(density functional theory, DFT)를 사용하여 백운모 결정구조 내에 $Li^+$이 함유되는 위치와 이에 따른 미시적 구조 및 에너지 변화를 조사하였다. $Li^+$이 Int 또는 Sub에 위치할 경우, 운모의 결정상수, ab 면과 가지는 수산기의 각, 층간 거리 등 상당한 차이를 보여주었다. 뿐만 아니라, DFT 에너지 계산은 순수 백운모 구조에서는 $Li^+$이 $K^+$를 대신하여 Int에 위치하는 것이 Sub에 위치하는 것보다 더 낮은 에너지를 보여주었다. 그러나 팔면체층에 $Fe^{2+}$ 치환이 일어난 경우에는, $Li^+$이 Sub에 위치하는 것이 오히려 더 낮은 에너지를 보여주었다. 이번 DFT 연구결과는 기존의 $Li^-$함유 백운모 화학분석으로부터 발견한 $Fe^{2+}$와 $Li^+$의 상관관계를 설명해 줄 수 있으며, 백운모의 $Li^+$ 함유기작에서 팔면체층의 양이온 치환의 중요한 역할을 제시한다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권6호
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• pp.442-450
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• 2014

본 연구에서는 상수원에서 문제시 되고 있는 미량오염물질의 처리에 대한 연구를 하기 위해선 많은 시간과 비용이 소요되는데, 이를 절감하기 위한 대안으로 양자화학적 기반의 범밀도함수이론(Density Functional Theory, DFT)을 활용하여 물질간의 상호 반응성 및 분해과정을 해석하였다. 본 연구에서 다루고 있는 물질은, 최근 낙동강 수계에서 빈번히 검출되고 있는 Sulfonamide 물질 3종(sulfamethazine, sulfathiazole, sulfamethoxazol)을 선정하였으며, 이론적인 연구로는 DFT모델링, 실험적 연구로는 UV-VIS 및 FT-IR 등의 분광분석을 하여 비교 및 검증을 하였다. DFT모델링을 실시한 결과 Sulfonamide물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)와 오존의 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 사이에서 반응이 가장 유리하며, Sulfonamide 물질의 HOMO를 가시화 한 결과 Sulfanilamide기에서 전자밀도가 높게 나타나므로 Sulfanilamide기에서 반응이 활발할 것이라 예측되었다. UV-VIS 실험결과 260 nm에서 Sulfanilamide기가 검출되었으며, 오존산화시 검출된 Sulfanilamide기가 빠르게 사라짐을 알 수 있었다. FT-IR분석결과로써 Sulfanilamide기에서도 그 한 부분인 아민기(N-H)에서 가장 활발한 제거반응이 일어남을 알 수 있었으며 이러한 결과로부터 DFT모델링 방법을 통해서 정수처리 공정에 대해서 반응을 예측할 수 있음을 확인하였다.