• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권3호
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• pp.988-992
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• 2011

$CO_2$ adsorption on mineral sorbents has a potential to sequester $CO_2$. This study used a density functional theory (DFT) study of $CO_2$ adsorption on barium oxide (BaO) in the presence of $H_2O$ to determine the role of $H_2O$ on the $CO_2$ adsorption properties on the ($2{\times}2$; $11.05\;{\AA}{\times}11.05\;{\AA}$) BaO (100) surface because BaO shows a high reactivity for $CO_2$ adsorption and the gas mixture of power plants generally contains $CO_2$ and $H_2O$. We investigated the adsorption properties (e.g., adsorption energies and geometries) of a single $CO_2$ molecule, a single $H_2O$ molecule on the surface to achieve molecular structures and molecular reaction mechanisms. In order to evaluate the coordinative effect of $H_2O$ molecules, this study also carried out the adsorption of a pair of $H_2O$ molecules, which was strongly bounded to neighboring (-1.91 eV) oxygen sites and distant sites (-1.86 eV), and two molecules ($CO_2$ and $H_2O$), which were also firmly bounded to neighboring sites (-2.32 eV) and distant sites (-2.23 eV). The quantum mechanical calculations show that $H_2O$ molecule does not influence on the chemisorption of $CO_2$ on the BaO surface, producing a stable carbonate due to the strong interaction between the $CO_2$ molecule and the BaO surface, resulting from the high charge transfer (-0.76 e).

• 한국자기학회지
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• 제5권5호
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• pp.846-853
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• 1995

국소섭동을 포함하는 비대칭성 계의 전자구조 물성을 연구하기 위해서 밀접 결합 (tight-binding ; TB) linear-muffin-tin-orbital(LMTO) 방법과 회귀(recursion ; R) 방법을 결합한 실공간 전자구조 방법인 제일원리-자체충족적-스핀분극 TB-LMTO-R 방법을 개발하였다. 이 방법을 강자성 물질인 bcc Fe, hcp Co, fcc Ni등에 적용하여 송이의 크기, 회귀 계수, TB-LMTO Hamiltonian의 차수등을 변화시키며 국소 상태밀도와 자기 모멘트등의 수치적 수렴도를 고찰하였다. 송이 크기는 5,000개 원자 이상, 연속 분수 계수 n은 40이상, TB-LMTO Hamiltonian의 차수는 2차 이상이며 TB-LMTO-R 방법이 기존의 LMTO 방법의 결과와 거의 일치하는 결과를 준다는 사실을 얻었고 실공간 전자 구조 방법으로 TB-LMTO-R 방법의 충분한 신뢰도를 확인 하였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권7호
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• pp.451-455
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• 2019

The electromagnetic and thermal properties of a heavy fermion $CeNi_2Ge_2$ are investigated using first-principle methods with local density approximation (LDA) and fully relativistic approaches. The Ce f-bands are located near the Fermi energy $E_F$ and hybridized with the Ni-3d states. This hybridization plays important roles in the characteristics of this material. The fully relativistic approach shows that the 4f states split into $4f_{7/2}$ and $4f_{5/2}$ states due to spin-orbit coupling effects. It can be found that within the LDA calculation, the density of states near the Fermi level are mainly of Ce-derived 4f states. The Ni-derived 3d states have high peaks around -1.7eV and spreaded over wide range around the Fermi level. The calculated magnetic of $CeNi_2Ge_2$ with LDA method does not match with that of experimental result because of strong correlation interaction between electrons in f orbitals. The calculations show that the specific heat coefficient underestimates the experimental value by a factor of 19.1. The discrepancy between the band calculation and experiment for specific heat coefficient is attributed to the formation of a quasiparticle. Because of the volume contraction, the exchange interaction between the f states and the conduction electrons is large in $CeNi_2Ge_2$, which increases the quasiparticle mass. This will result in the enhancement of the specific hear coefficient.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제19권3호
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• pp.299-307
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• 1998

PM3 semiempirical calculations were carried out to study the frequency-dependent nonlinear optical properties of thiophene, furan, pyrrole, (1,2,4)-triazole, (1,3,4)-oxadiazole, and (1,3,4)-thiadiazole monomers and oligomers. The longitudinal component, αxx, is the largest of three principle components. On the other hand, the out-of-plane component, αzz, is the smallest. Moreover, the out-of-plane component (αzz) of thiophene, furan, pyrrole, (1,2,4)-triazole, (1,3,4)-oxadiazole, and (1,3,4)-thiadiazole monomers show constant changes with increasing optical frequencies. The frequency-dependent first- order polarizabilities increase in the order: thiophene > (1,2,4)-triazole > pyrrole > furan > (1,3,4)-thiadiazole > (1,3,4)-oxa-diazole monomers and oligomers. The effects of β(-2ω;ω,ω) (SHG) shows a larger dispersion compared with (-ω;ω,0) (EOPE) and β(0;-ω,ω) (OR). The second- order polarizabilities of thiophene, furan, pyrrole, (1,2,4)-triazole, (1,3,4)-thiadiazole, and (1,3,4)-oxadiazole monomers for the various second- order effects have the order: β(-2ω;ω,ω) (SHG) > β(-ω;ω,0) (EOPE) > β(0;-ω,ω) (OR) and thiophene > pyrrole > (1,2,4)-triazole > furan > 1,3,4-thiadiazole > 1,3,4-oxadiazole monomers. The third- order polarizabilities for the various third- order effects have the following order: γ(-3ω;ω',ω,ω) (THG) > γ(-2ω;0,ω,ω) (EFISHG) > γ(-ω;ω',-ω,ω) (IDRI) > γ(-ω;0,0,ω) (OKE). The effects of THG increase rapidly with increasing optical frequencies compared with the other effects. In particular, OKE effects increase most slowly with increasing optical frequencies. Also, the effects of THG for thiophene, furan, pyrrole, (1,2,4)-triazole, (1,3,4)-thiadiazole, and (1,3,4)-oxadiazole oligomers show the order thiophene > (1,2,4)-triazole > furan > pyrrole > (1,3,4)-thiadiazole > (1,3,4)-oxadiazole oligomers. In particular, the third- order polarizabilities of thiophene and (1,3,4)-thiadiazole oligomers are about four and three times larger than those of (1,3,4)-oxadiazole and (1,2,4)-triazole oligomer, respectively.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권4호
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• pp.325-343
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• 2024

Triple-tower double-cable suspension bridges have increased confinement stiffness imposed by the main cable on the middle tower, which has bright application prospects. However, vertical bending and torsional vibrations of the double-cable and the girder are coupled in such bridges due to the hangers. In particular, the bending vibration of the towers in the longitudinal direction and torsional vibrations about the vertical axis influence the vertical bending and torsional vibrations of the stiffening girders, respectively. The conventional analytical algorithm for assessing the dynamic features of the suspension bridge is not directly applicable to this type of bridge. This study attempts to mitigate this problem by introducing an analytical algorithm for solving the triple-tower double-cable suspension bridge's natural frequencies and mode shapes. D'Alembert's principle is employed to construct the differential equations of the vertical bending and torsional vibrations of the stiffening girder continuum in each span. Vibrations of stiffening girders in each span are interrelated via the vibrations of the main cables and the bridge towers. On this basis, the natural frequencies and mode shapes are derived by separating variables. The proposed algorithm is then applied to an engineering example. The natural frequencies and mode shapes of vertical bending and torsional vibrations derived by the analytical algorithm agreed well with calculations via the finite element method. The fundamental frequency of vertical bending and first- and second-order torsion frequencies of double-cable suspension bridges are much higher than those of single-cable suspension bridges. The analytical algorithm has high computational efficiency and calculation accuracy, which can provide a reference for selecting appropriate structural parameters to meet the requirements of dynamics during the preliminary design.

• 자원리싸이클링
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• 제31권1호
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• pp.46-55
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• 2022

최근 희유금속 자원 회수에서 초경합금 스크랩 재활용의 중요성이 증가하고 있다. 그러나 IV, V족 전이금속 질화물로 코팅된 초경합금 스크랩에서 고순도 분말 회수에서 어려움을 겪고 있다. 제1원리 계산을 사용하여 IV 및 V족 전이금속 질화물(TiN, VN, ZrN, NbN, HfN 및 TaN)의 구조, 탄성 및 기계적 특성을 조사하였다. IV족 전이금속 질화물은 V족 전이금속 질화물보다 높은 공유결합 특성을 보였다. 따라서 IV족 전이금속 질화물은 V족 전이금속 질화물보다 취성 거동을 보였다. 대조적으로 V족 전이금속 질화물은 최외각전자 농도에 영향받는 금속결합의 특성 때문에 IV족 전이금속 질화물보다 전단응력에 대한 약한 저항성과 연성 거동을 보였다. Crystal orbital Hamilton population 분석 결과는 모든 전이금속 질화물의 전단 저항 경향성이 일치함을 보여주었다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.113-139
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• 2013

본 연구는 초등학생들의 문장제 해결과정에서 나타나는 오류를 분석하고 문제해결전략별 오류 유형 및 그 특징을 파악함으로써 문제해결학습의 실패 원인에 대한 정보를 제공하고 문제해결력을 향상시킬 수 있는 교수학습방안을 제안하기 위한 것이다. 문장제 해결과정에서 학생들이 선호하는 전략을 살펴보면 식 세우기와 예상과 확인, 규칙 찾기 순으로 나타났으며, 단순화하기 전략은 거의 사용하지 않고 있다. 문장제 해결과정에서 나타나는 오류 유형의 특징은 문제해결전략에 따라 차이를 보였는데, 이를테면 식 세우기의 경우, '문항 이해의 오류', '개념 원리의 오류', '풀이 과정의 오류' 순으로 나타난 반면, 그림그리기에서는 문제에서 설명하는 내용을 잘못 이해하여 그림으로 나타내는 오류를 주로 범하였고, 표 만들기의 경우 문제에서 주어진 정보를 표로 나타내는 과정에서 정보들 간의 관계를 잘못 이해하여 오류를 범하는 '문항 이해의 오류'가 많은 것으로 나타났다. 이처럼 문장제를 통한 문제해결 학습에서 학생들이 선호하는 문제해결전략을 확인함과 동시에 문제해결전략별 나타나는 오류의 특징을 확인함으로써 해결전략에 따른 오류를 예상하고 이에 대처하는 교수학습방안을 생각해볼 수 있을 것이다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제14권3호
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• pp.885-905
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• 2010

수학과 평가에서 주로 제기되는 문제점은 평가 내용이 단편적인 지식을 암기하는 쪽으로 치우쳐 있다는 점과 평가 문항이 객관식 문제 중심의 지필 검사에 한정되어 있다는 것이다. 교육현장에서는 이러한 문제점올 해결하기 위한 방안으로 서술형 평가를 통해 학생들의 문제해결과정을 검토하고, 이 과정에서 비롯되는 오류 유형을 분석하려는 연구가 진행되어왔다. 곧, 서술형 평가를 통해 학생들이 알고 있는 수학적 지식을 수학적 용어로 자유롭게 표현하는 과정에서 그 과정이 옳은지, 개념 이해가 정확한지를 검토하고, 만약 잘못 이해하고 있다면 무엇 때문에 이러한 오류를 범하고 있는지를 분석함으로써, 수학문제해결과정에서 비롯되는 오류에 대한 피드백을 제공할 수 있기 때문이다. 본 연구는 초등학교 4학년 학생을 연구대상으로 하며, 수와 연산 영역에서 서술형 평가 문항을 개발하여 진행된 것이다. 연구 과정은 먼저 서술형 평가에서 나타나는 오류를 문항 이해의 오류, 개념 원리의 오류, 자료 사용의 오류, 풀이 과정의 오류, 기록 단계의 오류, 풀이 과정의 생략 등 6가지 유형으로 구분하여 문항별 답안에서 나타나는 유형별 오류를 분석하였다. 이와 함께 학업성취도에 따라 오류 유형이 다르게 나타날 수 있다는 점에 착안하여, 상 중 하 성취도에 따른 오류 유형을 분석하였다. 서술형 평가를 통해 학생들의 문제해결과정을 검토하고 이 과정에서 나타나는 오류를 분석함으로써, 평가를 통한 피드백이 효과적인 수학학습지도로 연결될 수 있기를 기대한다.

• 한국자기학회지
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• 제27권2호
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• pp.41-48
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• 2017

$CrPt_3$ 합금은 큰 Kerr 효과를 보여 주는 강한 자기결정 이방성을 가지고 있고 흥미롭게도 훈트 제3법칙을 따르지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $CrPt_3$ 합금 박막의 두께의 따른 자성과 자기결정 이방성의 변화를 제일원리계산 방법을 이용하여 연구하였다. 기준 자료로 활용하기 위해 덩치 $CrPt_3$의 다양한 자성 상태, 즉 강자성(FM), A-, C-, G-type 반강자성(A-, C-, G-AF)에 대한 계산을 우선 수행하였는데 덩치 $CrPt_3$은 FM 상태가 안정하였고 이는 실험과 일치하였다. A-, C-, G-AF 상태가 FM 상태일 때 보다 총에너지가 각각 0.517, 0.591, 0.183 eV 만큼 높았고 Cr의 자기모멘트는 FM, A-, C-, G-AF 일 때 각각 2.782, 2.805, 2.794, $2.869_{{\mu}_B}$으로 확인되었다. $CrPt_3$(001) 박막의 표면은 CrPt 표면과 Pt 표면으로 두 종류의 원소 구성을 가질 수 있다. 각각의 표면에 대해 3층에서 9층까지 두께를 변화시켜 가면서 계산을 수행하였다. CrPt 표면의 3층 박막은 덩치와는 다르게 C-AF 상태가 FM 상태에 비해 8 meV 안정하였고 그 보다 두꺼운 5층, 7층, 9층 박막은 덩치처럼 FM 상태가 안정하였다. Pt 표면의 3층 박막은 C-AF 상태가 FM 상태에 비해 37 meV, 5층 박막은 G-AF이 FM 상태에 비해 54 meV 만큼 안정하였고 그 보다 두꺼운 7, 9층 박막은 덩치와 같이 FM 상태가 더 안정하였다.