• 한국재료학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.281-287
• /
• 2009

ZnO thin film was grown on a sapphire single crystal substrate by plasma assisted molecular beam epitaxy. In addition to near band edge (NBE) emissions, both blue and green luminescences are also observed together. The PL intensity of the blue luminescence (BL) range from 2.7 to 2.9 eV increased as the amount of activated oxygen increased, but green luminescence (GL) was weakly observed at about 2.4 eV without much change in intensity. This result is quite unlike previous studies in which BL and GL were regarded as the transition between shallow donor levels such as oxygen vacancy and interstitial zinc. Based on the transition level and formation energy of the ZnO intrinsic defects predicted through the first principle calculation, which employs density functional approximation (DFA) revised by local density approximation (LDA) and the LDA+U approach, the green and blue luminescence are nearly coincident with the transition from the conduction band to zinc vacancies of $V^{2-}_{Zn}$ and $V^-_{Zn}$, respectively.

• 한국자기학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.39-44
• /
• 2016

대표적 열전물질인 비스무스 텔루라이드에 자성원자를 도핑한 합금에 대한 구조 및 전자적 그리고 자기적 성질에 관한 연구는 고효율 열전물질의 개발이라는 목적뿐만 아니라 특이한 자기적 상호작용 규명 및 위상절연체 분야에서도 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 희토류 원자로서 매우 국소화된 f 전자를 갖는 Gd이 Bi을 치환하여 도핑된 비스무스 텔루라이드 합금의 자성 안정성을 밀도범함수(Density Functional Theory)에 입각하여 제일원리적으로 연구하기 위하여 모든 전자(all-electron) FLAPW(full-potential linearized augmented plane-wave) 방법을 이용하여 전자구조 계산을 수행하였다. 전자간 교환-상관 상호작용은 일반기울기 근사법(Generalized Gradient Approximation)을 도입하여 계산하였으며, 국소화된 f 전자를 기술하는 데 필요한 Hubbard+U 보정과 스핀-궤도 각운동량 상호작용은 제2 변분법적 방법을 이용하여 고려하였다. 계산 결과, 강자성 안정성을 보이는 Gd 덩치계와 다르게 이 합금은 강자성과 반강자성의 총에너지 차이가 ~1 meV/Gd 정도의 아주 작은 값으로 얻어져서, 그 자성 안정성은 결함이나 strain 등에 의한 구조변화에 민감하게 의존하여 변할 수 있음을 알 수 있었다. 특히 Gd 스핀자기모멘트는 덩치에서의 값에 비해 감소하였고, Gd에 가장 가까운 Te에 유도 자기모멘트가 형성되는 것으로 미루어 Te를 매개로 한 자성상호작용이 자성 안정성을 결정하는 데에 중요한 역할을 하는 것으로 예측할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.125-131
• /
• 2009

영가철과 혐기성 미생물을 이용한 환원적 탈염화반응을 통한 다이옥신 처리 능력을 평가하기 위해, 자유에너지 선형관계(linear free energy relationship)를 이용하여 다이옥신의 탈염화에 의한 농도 및 독성변화 예측 모델을 최초로 정립하였다. 수용액상에 존재하는 다이옥신류의 깁스자유에너지는 기존 문헌의 열역학적 계산결과를 범밀도함수이론(density functional theory)을 이용한 계산 수준으로 보정하였으며, 보정된 깁스자유에너지와 실험을 통해 얻은 탈염화 반응속도 상수와의 선형관계를 통해 다이옥신의 탈염화 반응 256개에 대한 반응속도상수를 예측하였다. 본 모델을 통해 탈염화에 의해 변화하는 다이옥신 류 76종에 대한 시간 별 농도를 계산할 수 있다. 8염화다이옥신(Octachlorinated dibenzo-p-dioxin, OCDD)이 완전히탈염화되어 dibenzo-p-dioxin (DD)로 탈염화되기까지는 100년 이상의 반응시간이 필요하였으며, 독성등가값(toxic equivalent quantity, TEQ)의 경우 탈염화가 진행되면서 초기농도의 10배 이상까지 증가하는 것으로 밝혀졌다. 이를 통해, 다이옥신의 처리를 위해서는 좀 더 빠른 탈염화 반응속도를 갖는 다른 전자공여 시스템을 사용하거나, 환원적 탈염화-라디칼 산화와 같은 복합 연계처리가 필요함을 알 수 있다. 본 논문을 통해 제시된 예측 기법은 다이옥신뿐 아니라 다른 할로겐화 화합물의 탈염화 예측과 여러 전자공여 시스템에 대한 평가에 적용이 가능하다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제35권12호
• /
• pp.3495-3501
• /
• 2014

A novel crystal, the mono-protonated metformin acetate (1), was obtained and characterized by elemental analysis, IR spectroscopy and X-ray crystallography. It was found that one of the imino group in the metformin cation was protonated along with the proton transfer from the secondary amino group to the other imino group. Its crystal structure was then compared with the previously reported diprotonated metformin oxalate (2). The difference between them is that the mono-protonated metformin cations can be linked by hydrogen bonding to form dimers while the diprotonated metformin cations cannot. Both of them are stabilized by intermolecular hydrogen bonds to assemble a 3-D supermolecular structure. The four potential tautomer of the mono-protonated metformin cation (tautomers 1a, 1b, 1c and 1d) were optimized and their single point energies were calculated by Density Functional Theory (DFT) B3LYP method based on the Polarized Continuum Model (PCM) in water, which shows that the most likely existed tautomer in human cells is the same in the crystal structure. Based on the optimized structure, their Wiberg bond orders, Natural Population Analysis (NPA) atomic charges, molecular electrostatic potential (MEP) maps were calculated to analyze their electronic structures, which were then compared with the corresponding values of the diprotonated metformin cation (cation 2) and the neutral metformin (compound 3). Finally, the possible tautomeric mechanism of the mono-protonated metformin cation was discussed based on the observed phenomena.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제31권4호
• /
• pp.881-886
• /
• 2010

A novel Schiff base N-(2,4-dinitro-phenyl)-N'-(1-phenyl-ethylidene)-hydrazine has been synthesized and structurally characterized by X-ray single crystal diffraction, elemental analysis, IR spectra and UV-vis spectrum. The crystal belongs to monoclinic with space group P21/n. The molecules are connected via intermolecular O-$H{\cdots}O$ hydrogen bonds into 1D infinite chains. The crystal structure is consolidated by the intramolecular N-$H{\cdots}O$ hydrogen bonds. weak intermolecular C-$H{\cdots}O$ hydrogen bonds link the molecules into intriguing 3D framework. Furthermore, Density functional theory (DFT) calculations of the structure, stabilities, orbital energies, composition characteristics of some frontier molecular orbitals and Mulliken charge distributions of the title compound were performed by means of Gaussian 03W package and taking B3LYP/6-31G(d) basis set. The time-dependent DFT calculations have been employed to calculate the electronic spectrum of the title compound, and the UV-vis spectra has been discussed on this basis. The results show that DFT method at B3LYP/6-31G(d) level can well reproduce the structure of the title compound.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권11호
• /
• pp.1691-1696
• /
• 2010

설계단계에서 시스템의 불확실성을 반영하려는 노력이 다양하게 이루어지고 있으며, 강건 최적설계 혹은 신뢰도 기반 최적설계는 이에 대한 대표적인 설계 방법론이다. 이러한 최적화 수식에는 성능함수의 평균, 표준편차와 확률제한조건이 목적함수와 제한조건으로 주로 활용된다. 그러므로, 이러한 통계적 특성치를 효과적으로 계산하는 것은 필수적이며, 더 나아가 최적화 과정에서 비선형 계획법이 일반적으로 활용되므로 민감도가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 통계적 모멘트와 확률제한조건에 대해 적분 형태로 정의되는 민감도 수식을 비정규 분포로 확장하고자 한다. 얻어진 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트와 손상확률이 설계점에서 계산된 경우, 민감도를 얻기 위해 추가로 성능함수를 계산할 필요가 없음을 보여주므로 효율성 측면에서 우수하다. 그러나, 민감도 수식이 성능함수와 확률밀도함수의 미분과정에서 얻어지는 함수의 곱으로 정의되므로, 동일한 수치적분 방법이 적용되는 경우 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트 결과의 정확도에 미치지 못할 가능성이 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.153-153
• /
• 2000

Si 산화는 반도체 공정상 필요한 과정으로 산업적으로나 학문적으로 중요하고 많이 연구되었다. 이중에서 Si(1110-7x7표면에서 초기 흡착된 산소는 준안정적 상태로 존재하며 표면온도, 산소의 노출량 그리고 진공도에 따라 그 수명이 제한된다. 이러한 준안정적 상태의 산소의 화학적 성질은 여러 표면분석장비가 동원되어 연구되었으나 아직까지 논쟁이 되고 있다. 이 경우 산소가 어떤 상태로 존재하는가는 표면화학종을 검출함으로서 해결될 수 있다. 저에너지 Cs+ 이온 반응성 산란은 이러한 요구를 충족시킬수 있는 가장 적합한 실험 방법중의 하나이다. 저에너지 Cs+ 이온 산란의 특징 중의 하나는 입사된 Cs+ 이온이 표면에 흡착된 화학종과 충돌후 탈착되면서 반응을 하여 송이 이온을 형성한다는 것이다. 이 송이 이온을 관측함으로서 표면에 존재하는 화학종을 알아 낼 수 있다. 이에 산소가 흡착된 Si(111)-7x7 표면에서의 산소의 준안정적 상태가 저에너지 Cs+ 이온 산란 실험을 통하여 연구되었다. 실험은 0.2-2L(1Langmuir = 10-6 Torr x 1 sec) 산소 노출량과 -15$0^{\circ}C$ - $25^{\circ}C$의 표면온도 그리고 5eV - 20eV의 Cs+ 이온 충돌에너지에서 CsSiO+ 이온이 유일한 생산물로서 검출되었다. CsSiO+ 이온은 입사된 Cs+ 이온과 표면에 존재하는 SiO 분자가 충돌 후 반응하여 탈착된 것으로 생각된다. 이것은 낮은 산소 노출량 즉, 초기 산화 단계에서 SiO가 표면에 존재한다는 것을 의미한다. 즉, 산소 분자는 산화단계의 초기에 해리되어 표면에 흡착되고 선구물질인 SiO를 형성함을 제시한다. 최근의 이론적 계산인 density functional calculation에서도 산소분자가 Si(111)-7$\times$7 표면의 준안정적 산화상태의 선구물질일 가능성을 배제한다. 이는 본 저에너지 Cs+ 이온 반응성 산란실험을 뒷받침하는 계산 결과이다. 높은 Cs+ 이온 충돌에너지에서 CsSi+, Si+, SiO+, Si2+, Si2O+ 등이 추가로 검출되었다. 이는 CsSi 이온을 제외하고 수 keV의 충돌에너지를 사용하는 이차 이온 질량 분석법과 비슷한 결과이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권10호
• /
• pp.2889-2894
• /
• 2013

A new complex [$Ni(phen)(C_9H_8Br_2NO_3)_2{\cdot}2CH_3OH{\cdot}2H_2O$] [phen: 1,10-phenanthroline $C_9H_8Br_2NO_3$: 3,5-dibromo-L-tyrosine] was synthesized and characterized by IR, elemental analysis and single crystal X-ray diffraction. X-ray crystallography shows that Ni(II) ion is six-coordinated. The Ni(II) ion coordinates with four nitrogen atoms and two oxygen atoms from three ligands, forming a mononuclear Ni(II) complex. The crystal crystallizes in the Orthorhombic system, space group $P2_12_12$ with a = 12.9546 ${\AA}$, b = 14.9822 ${\AA}$, c = 9.9705 ${\AA}$, V = 1935.2 ${\AA}$, Z = 1, F(000) = 1008, S = 0.969, ${\rho}_{calcd}=1.742g{\cdot}cm^{-3}$, ${\mu}=4.688mm^{-1}$, $R_1$ = 0.0529 and $wR_2$ = 0.0738 for 3424 observed reflections (I > $2{\sigma}(I)$). Theoretical study of the title complex was carried out by density functional theory (DFT) method and the B3LYP method employing the $6-3l+G^*$ basis set. The energy gap between HOMO and LUMO indicates that this complex is prone to interact with DNA. CCDC: 908041.

• 대한화학회지
• /
• 제61권1호
• /
• pp.16-24
• /
• 2017

본 연구는 그래핀과 유사한 2차원 붕소-질소(BN)와 알루미늄-질소(AlN) 시트에 여러 대기 유해 가스($CO_x$, $NO_x$, $SO_x$)가 흡착될 때의 구조적 특징과 결합에너지를 밀도 범함수 이론(DFT)과 MP2 방법을 사용하여 연구하였다. 분자 구조는 $B3LYP/6-31G^{**}$와 $CAM-B3LYP/6-31G^{**}$이론 수준에서 최적화하고, 진동 주파수를 계산하여 열역학적으로 가장 안정한 분자 구조를 확인하였다. 결합에너지는 $MP2/6-31G^{**}$ 이론 수준에서 한 점(single point) 에너지를 계산하고, 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕집합 중첩에러(BSSE)를 모두 보정하였다. BN 시트에 가스의 흡착은 모두 물리흡착으로 예측되었으며, AlN 시트에 대한 가스 흡착은 $CO_x$나 $NO_x$에 대해서는 물리흡착이 그리고 $SO_x$에 대해서는 화학 흡착이 일어날 것으로 예측되었다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.37-44
• /
• 2024

MR은 우수한 연조직 대비와 기능 정보를 보여줄 수 있지만, 방사선치료에서 정확한 선량 계산을 위해서는 CT영상의 전자밀도 정보가 필요하다. 방사선치료(Radiotherapy) 계획 워크플로우에서 MR영상과 CT영상을 융합하기 위해 환자는 일반적으로 MR과 CT영상 방식 모두에서 스캔된다. 최근에 딥러닝기술 덕분에 MR영상에서 딥러닝 기반의 CT영상 생성이 가능해졌다. 이로 인해 CT 스캔 작업을 할 필요가 없게 된다. 본 연구에서는 MR영상으로부터 CycleGan 딥러닝 기반 CT영상생성을 구현했다. T1가중이나 T2가중 중에 한 가지 또는 그 둘다의 MR영상을 가지고 합습한 3가지의 인공지능 CT생성기를 만들었다. 결과에서 우리는 T1가중 MR 영상 기반으로 학습한 생성기가 T1가중 MR영상이 입력될 때 다른 CT생성기보다 더 나은 결과를 생성할 수 있음을 발견했다. 반면, T2가중 MR영상 기반 CT생성기는 T2가중 MR영상을 입력 받을 때, 다른 시퀀스기반 CT생성기보다 더 나은 결과를 생성할 수 있습니다. MR영상을 기반으로 한 CT생성기는 곧 임상현장에 적용될 수 있는 기술이다. 특정 시퀀스 MR영상으로 학습한 머신러닝 CT생성기는 다른 시퀀스 MR영상으로 학습한 생성기보다 더 그 특정 시퀀스와 같은 MR영상을 입력받을 때 더 나은 CT영상을 생성할 수 있음을 보여주었다.