• 대한화학회지
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• 제54권6호
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• pp.799-808
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• 2010

이 연구에서는 기체 분자의 운동 방식에 관한 예비 화학 교사들의 오개념을 조사하기 위해 교재 분석 및 개념 검사를 실시하였다. 연구 결과, 일반화학 교재는 간단한 모형과 기본적인 개념 설명을 통해 기체 분자 운동을 다루고 접근 방식에서 차이를 보일 뿐 아니라 회전 운동에서 무게 중심에 대한 언급이 없는 교재가 상당 수 있었다. 이에 비해 물리화학 교재는 주로 분광학적인 측면에서 접근하였고 심화된 내용을 다양한 모형을 통해 제시하였으며 조사한 모든 교재에서 회전 운동의 무게 중심을 언급했다. 한편, 예비 교사들은 기체 분자의 운동 방식에 대한 이해 정도 및 자신감이 상당히 낮았으며, 많은 오개념을 지니고 있었다. 이는 예비 화학 교사들이 자신의 선개념에 근거한 직관 및 교재에서 제시한 시각 자료에 의존하는 경향이 크기 때문으로 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.4-5
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• 2010

The surface phonon is defined as a coherent vibrational excitation of surface atoms propagating along the surface. It is characterized by a phonon dispersion curves, which were extensively studied in 1990's using helium atom scattering and high-resolution electron-energy-loss spectroscopy (HREELS)[1].The understanding is mainly based on the theoretical framework of a classical bond model or cluster calculations. The recent sample preparation and first principles calculations open the naval way to deep insight for surface phonon problems. The surface phonon dispersion on the hydrogen-terminated Si(111)-($1{\times}1$) surface [H:Si(111)] is the typical system and already reported experimentally [2] and theoretically [3], although the understandingis incomplete. The sample contaminated by the oxygen atoms on the surface and the calculations were also classical. In this study, firstly, we have prepared an ultra-clean H:Si(111) surface [4] and measured the surface phonon dispersion curvesusing HREELS. Secondly, we have performed first-principles density functional calculations with the projector augmented wave functionals, as implemented in VASP, using generalized gradient approximations. We used aslab of six silicon layers and both top and bottom surfaces were terminated with hydrogen atoms. Finally, we have compared with the surface phonon dispersion of deuterium-terminatedSi(111)-($1{\times}1$) surface[5] and led to our conclusions. The Si-H stretching and the bending modes are observed at 258.5 and 78.2 meV, respectively. These energies are the same as the previously reported values [2], but the energy-loss peaks at the lower energy regions are dramatically shifted. Through this combination study, we have formulated the procedure of preparing ultra-clean H:Si(111)/D:Si(111), which was confirmed by HREELS vibrational analysis. The Si surface will be utilized for further nano-physics research as well as for the materials for nano-fubrication.

• 한국광물학회지
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• 제24권4호
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• pp.289-300
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• 2011

규산염 물질의 탄소 용해도에 대한 미시적 연구는 규산염 물질의 성질 변화와 지구 시스템 진화에 탄소가 미치는 영향의 이해에 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소가 용해된 엔스테타이트 시료에 대하여 라만(Raman) 분광분석을 실시하고, 양자 화학 계산을 통해 결정구조 내에 용해된 탄소의 원자 환경과 핵자기공명 분광 특성을 예측하였다. 1.5 GPa $1,400^{\circ}C$의 온도 압력 조건에서 2.4 wt%의 비정질 탄소와 함께 합성한 엔스테타이트의 라만 실험에서 엔스테타이트의 진동양상은 확인할 수 있었으나, $CO_2$나 탄산염 이온의 진동양상에 대한 정보는 획득하지 못하였다. 이는 엔스테타이트 내에 용해된 탄소의 양이 매우 적어 시료를 구성하는 원자들의 집합적인 진동양상을 측정하는 라만 분광분석으로는 검출이 어려움을 지시한다. 특정 핵종 중심의 핵자기공명 분광분석을 이용하면, 구조 내에 존재하는 탄소만 선택적으로 측정할 수 있다. 특히 $^{13}C$ NMR 화학 이동(chemical shift)은 원자 환경에 따라 민감하게 변하므로, 양자 화학 계산을 이용하여 $CO_2$와 C가 치환된 엔스테타이트 클러스터의 $^{13}C$ NMR 화학 차폐 텐서(chemical shielding tensor)를 계산하였다. 계산 결과 $CO_2$의 피크는 125 ppm에서 나타나며 이는 기존의 실험결과와 일치하며, 상압에서는 생성이 어렵지만 고압환경에서 생성될 가능성이 있는 배위수가 4인 C의 화학 이동 값은 ~254 ppm으로 예측되었다. 이와 같은 양자 화학 계산 결과는 고분해능 $^{13}C$ NMR 실험의 이해를 돕고 탄소의 원자 환경을 연구하는데 도움을 줄 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.808-813
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• 2015

해수 중에 보론은 주로 붕산(boric acid, $B(OH)_3$)으로 존재하며 그 크기가 역삼투압(RO, reverse osmosis) 공정의 막의 공칭공경(nominal pore size)만큼 작아 이를 제거하기가 쉽지 않다. 이에 본 연구에서는 수용액 중 보론 화합물의 크기를 역삼투압 공정에서 제거가 용이하도록 키우기 위한 방법으로 $B(OH)_3$가 폴리올과 착화합물을 형성하는 원리를 이용하고자하며 착화합물의 형성 여부를 라만 분광학 연구를 통해 확인하고자 하였다. 먼저 $B(OH)_3$와 붕산염(borate ion, ${B(OH)_4}^-$) 이온의 대칭(symmetric) B-O 신축운동 모드(stretching vibrational mode)의 진동수를 확인하기 위하여 pH를 증가시키며 라만 스펙트럼을 측정한 결과 $877cm^{-1}$에서 $730cm^{-1}$으로 피크의 이동이 관찰되었다. 이는 수용액 중의 $B(OH)_3$가 pH가 증가하면서 ${B(OH)_4}^-$로 전환됨을 나타내고 이러한 피크의 이동은 진동수 계산(frequency calculation)에 의한 예측과 정확하게 일치하였다. 반면 $B(OH)_3$ 수용액에 폴리올을 첨가한 경우 pH가 증가하여도 ${B(OH)_4}^-$의 특성 진동수인 $730cm^{-1}$가 나타나지 않았으며 이는 $B(OH)_3$가 ${B(OH)_4}^-$로 전환되는 것이 아니라 폴리올과 착화합물을 형성함을 간접적으로 보여주고 있다.

• Animal Bioscience
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• 제37권8호
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• pp.1398-1407
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• 2024

Objective: The objective of this study was to determine internal structure spectral profile of by-products from coffee processing that were affected by added-microorganism fermentation duration in relation to truly absorbed feed nutrient supply in ruminant system. Methods: The by-products from coffee processing were fermented using commercial fermentation product, consisting of various microorganisms: for 0 (control), 7, 14, 21, and 28 days. In this study, carbohydrate-related spectral profiles of coffee by-products were correlated with their chemical and nutritional properties (chemical composition, total digestible nutrient, bioenergy values, carbohydrate sub-fractions and predicted degradation and digestion parameters as well as milk value of feed). The vibrational spectra of coffee by-products samples after fermentation for 0 (control), 7, 14, 21, and 28 days were determined using a JASCO FT/IR-4200 spectroscopy coupled with accessory of attenuated total reflectance (ATR). The molecular spectral analyses with univariate approach were conducted with the OMNIC 7.3 software. Results: Molecular spectral analysis parameters in fermented and non-fermented by-products from coffee processing included structural carbohydrate, cellulosic compounds, non-structural carbohydrates, lignin compound, CH-bending, structural carbohydrate peak1, structural carbohydrate peak2, structural carbohydrate peak3, hemicellulosic compound, non-structural carbohydrate peak1, non-structural carbohydrate peak2, non-structural carbohydrate peak3. The study results show that added-microorganism fermentation induced chemical and nutritional changes of coffee by-products including carbohydrate chemical composition profiles, bioenergy value, feed milk value, carbohydrate subfractions, estimated degradable and undegradable fractions in the rumen, and intestinal digested nutrient supply in ruminant system. Conclusion: In conclusion, carbohydrate nutrition value changes by added-microorganism fermentation duration were in an agreement with the change of their spectral profile in the coffee by-products. The studies show that the vibrational ATR-FT/IR spectroscopic technique could be applied as a rapid analytical tool to evaluate fermented by-products and connect with truly digestible carbohydrate supply in ruminant system.

• 한국재료학회지
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• 제2권4호
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• pp.279-284
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• 1992

고분해능 전자에너지손실 및 자외선광전자 분광법을 사용하여 단결정 NbC(111)면의 산소횹착을 연구하였다. NbC(111) 표면에는 산소가 원자 및 분자상태로 흡착되었다. 산소원자는 3-fold hollow site에 흡착되며 진동수는 548c$m^{-1}$이었다. 산소분자의 신축진동수는 968c$m^{-1}$로서 기체상태인 산소분자의 진동수보다 크게 낮았으며, 산소분자의 흡착으로 일함수가 증가하였다. 이는 NbC(111) 기판으로부터 산소분자의 2p${pi}_g$ 궤도로 전자가 이동하였음을 보여주는 증거이다.

• 대한화학회지
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• 제47권5호
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• pp.439-446
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• 2003

Au와 Ag 콜로이드 단일막 표면위에 흡착된 4-biphenylcarboxylic acid(BPCA)의 유도체인 4''-cyano-BPCA(c-BPCA), 4''-mercapto-BPCA(m-BPCA), 그리고 4''-amino-BPCA(a-BPCA)가 어떠한 배향을 하는지 알아보기 위해 표면증강라만(SER)분광법을 이용하여 연구하였다. 체계적인 분석을 위해 benzoic acid, biphenyl, 그리고 BPCA의 분자 배향에 대한 정보를 기본으로 위 분자들에 대한 흡착정보를 유추해내었다. 배향에 대한 정보를 위해 벤젠고리 모드, C-H 신축진동모드, carboxylate 음이온의 신축진동모드, 그리고 각각의 주요 작용기에 해당되는 모드들의 거동변화를 살펴보았으며 이로부터 m-BPCA는 thiol 그룹이 금속에 흡착되고 biphenyl 그룹이 기울어 서 있는 형태를 취하고 있고 나머지 분자들은 금속표면에 편평한 형태로 흡착됨을 알아내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.253.2-253.2
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• 2014

Micro hollow cathode discharges (MHCDs) are high-pressure, non-equilibrium discharges. Those MHCDs are useful to produce an excimer radiation. A major advantage of excimer sources is their high internal efficiency which may reach values up to 40% when operated under optimum conditions. To produce strong excimer radiation, the optimisation of the discharge conditions however needs a detailed knowledge of the properties of the discharge plasma itself. The electron density and temperature influence the excitation as well as plasma chemistry reactions and the gas temperature plays a major role as a significant energy loss process limiting efficiency of excimer radiation. Most of the recent spectroscopic investigations are focusing on the ultraviolet or vacuum ultraviolet range for direct detection of the excimer. In our experiments we have concentrated on investigating the micro hollow cathodes from the near UV to the near infrared (300~850 nm) to measure the basic plasma parameters using standard plasma diagnostic techniques such as stark broadening for electron density and the relative line intensity method for electron temperature. Finally, the neutral gas temperature was measured by means of the vibrational rotational structures of the second positive system of nitrogen.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권2호
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• pp.587-596
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• 2014

A new ${\pi}$-stacked donor-acceptor (D-A) system, [Ru(1-([2,2'-bipyridine]-6-yl-methyl)-3-(2-cyclohexa-2',5'-diene-1,4-dionyl)-1H-imidazole)(2,2':6',2"-terpyridine)]$[PF_6]_2$ (ImQ_T), has been synthesized and characterized. Similar to its precedent, [Ru(6-(2-cyclohexa-2',5'-diene-1,4-dione)-2,2':6',2"-terpyridine)(2,2':6',2"-terpyridine)]$[PF_6]_2$ (TQ_T), this system has a cofacial alignment of terpyridine (tpy) ligand and quinonyl (Q) group, which facilitates an electron transfer through ${\pi}$-stacked manifold. Despite the presence of lowest-energy charge transfer transition from the Ru-based-HOMO-to-Q-based-LUMO (MQCT) predicted by theoretical calculations by using time-dependent density functional theory (TD-DFT), the experimental steady-state absorption spectrum does not exhibit such a band. The selective excitation to the Ru-based occupied orbitals-to-tpy-based virtual orbital MLCT state was thus possible, from which charge separation (CS) reaction occurred. The photo-induced CS and thermal charge recombination (CR) reactions were probed by using ultrafast visible-pump/mid-IR-probe (TrIR) spectroscopic method. Analysis of decay kinetics of Q and $Q^-$ state CO stretching modes as well as aromatic C=C stretching mode of tpy ligand gave time constants of <1 ps for CS, 1-3 ps for CR, and 10-20 ps for vibrational cooling processes. The electron transfer pathway was revealed to be Ru-tpy-Q rather than Ru-bpy-imidazol-Q.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권11호
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• pp.4011-4015
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• 2011

We explored the interpretation of the well-accepted correlation between the apparent peak maximum position shift and extent of molecular interactions, like hydrogen bonding and dipole-dipole interactions, based on the overlapped multiple band model. The simulation of two overlapped Lorentzian bands was carried out to interpret how the maximum position of a composite peak relates to the relative contributions of two species representing the different levels of molecular interactions, i.e., free (or very weekly bound) vs. strongly bound. To demonstrate the validity of our interpretation of the origin of the peak position shift, the temperaturedependent IR spectra of ethylene glycol were also analyzed. It was found through the analysis of simulated and experimental spectra that the apparent peak shift in certain case can be safely interpreted as the measure of the strength of hydrogen bonding. The result of this study gives a new insight to interpret molecular interactions probed by vibrational spectroscopy.