A thermally irreversible photochromic system, 2,3-bis(2,4,5-trimethyl-3-thienyl)maleic anhydride (MTMA), has been studied by semi-empirical molecular orbital methods. There are one pair of stable conformations for the closed-ring form and three pairs for the open-ring form, each pair consisting of two mirror-image conformations. Interconversion between the parallel and anti-parallel conformations of the open-ring form is restricted due to high energy barriers. Only the anti-parallel conformation appears to be responsible for photochromic cyclization. Thermostability of the compound is attributed to an avoided crossing at high energy in the ground states of the isomers, whereas the photoreactivity can be explained by the mutually connected excited singlet (S1) states of the isomers, forming a double well potential with a low energy barrier. The large solvent effects can be partly explained with the low dipole moment of the anti-parallel conformation of MTMA in the S1 state. The large variation of quantum efficiency suggests that excess vibronic energy can be utilized to provide the activation energy for the photochromic reaction.
SiOC 박막의 유전상수를 서로 다른 2가지 방법을 사용하여 계산하고 그 차이점에 대하여 비교분석하였다. SiOC 박막의 유전장수는 전형적인 유전상수 측정법으로써 MIS 구조를 이용하여 C-V 측정법에 의하여 얻을 수 있으며, 또한 엘립소미터를 이용한 굴절률로부터 $n^2$을 구하는 방법이 있다. SiOC 박막의 유전상수는 쌍극자, 이온, 전자의 성분으로 이루어지며, 댁개 쌍극자 성분은 무시된다. 박막을 증착하는 동안 플라즈마에 의한 프리커서의 해리로부터 이온결합이 생성되면서 증착된다. 증착한 박막의 유전상수는 주로 이온결합 효과가 주를 이루었다. 열처리를 하면서 OH 수산기의 기화에 의해 유전상수는 감소되는데 이때 이온의 효과도 더불어 감소하게 된다. 상대적으로 무시되었던 전자에 의한 분극의 효과가 나타나면서 유전상수는 더욱 감소하였다. 하지만 물리 화학적 그리고 전기적으로 안정된 SiOC 박막은 이온과 전자에 의한 분극의 효과가 없어지는 무 분극성의 박막으로서 유전상수는 열처리한 박막에서 2.0 정도인 것으로 측정되었다.
전해질의 미시 구조분석을 위해서는 이온-이온 및 이온-용매 상호작용을 이해하는 것이 매우 중요하다. 이 총설은 유전체 이완 분광법(Dielectric relaxation spectroscopy)의 기본 원리와, 이를 이용한 전해질 구조 연구 사례를 소개하고자 한다. 유전체 이완 분광법은 임피던스법의 일종으로서, 수십 GHz 수준의 높은 주파수 영역에 걸쳐 전해질의 유전 특성을 측정한다. 이를 통해, 유전체 이완 분광법은 전해질 내 존재하는 다양한 극성 화학 종, 즉, 쌍극자 모멘트(Dipole moment)를 갖는 자유 용매(Free solvent) 및 이온쌍(Ion pair)의 종류와 농도에 대한 정보를 제공한다. 유전체 이완 분광법이 제공하는 정보는 기존 분석 기법(적외선 분광법(Infrared), 라만 분광법(Raman) 및 핵자기 공명 분광법(Nuclear magnetic resonance) 등)이 제공하는 정보들과 상호보완적 관계에 있으며, 이러한 종합적 분석을 통해 전해질 구조에 관한 깊은 이해가 가능하다.
피리딘, ${\beta}$-피코린 및 3,5-루티딘과 요오드사이에 형성되는 전하이동착물을 사염화탄소 용액에서 자외선분광광도법을 사용하여 연구한 결과 $C_5H_5N{\cdot}I_2$, ${\beta}-C_5H_4(CH_3)N{\cdot}I_2$ 및 3,5-$C_5H_3(CH_3)_2N{\cdot}I_2$ 형의 1:1 분자착물이 형성됨을 알았다. 이들 착물생성에 대한 흡수최대는 온도가 상승함에 따라 blue shift되므로 이를 고려하여 각 온도에서의 평형상수를 구했다. 이 값으로부터 이들 착물생성에 대한 ${\Delta}H$, ${\Delta}G$및 ${\Delta}S$ 이 열역학적 파라미터를 산출하였다. 이 결과 착물의 상대적 안정도가 다음 순서로 증가함을 알수가 있었다. Pyridine < ${\beta}$-Picoline < 3,5-Lutidine. 이러한 결과는 dipole moment, steric hindrance effect 및 positive inductive effect에 의한 electron density의 증가 때문인 것으로 설명할 수 있었다. 그리고 polymethylbenzene-iodine CT-complex와도 비교 검토하였다.
기체크로마토그래피에서 황화합물의 분자구조와 용리시간과의 관계를 연구하였다. 분석대상인 황화합물은 황화수소, 이산화항, 이황화탄소, 에틸메르캅탄, 황화이메틸, 이소프로필메르캅탄, 노말프로필메르캅탄, 황화에틸메틸, 황화이에틸, t-부틸메르캅탄, 테트라히이드로티오핀, 티오핀, 2-클로르티오핀이었다. 다중선형회귀분석방법으로 용리시간과 분자의 설명인자 사이의 상관관계를 설명할 수 있었다. 기체크로마토그래피에서 오븐 온도 프로그램을 30$^{\circ}C$에서 10.5분간 유지 후 15$^{\circ}C$/min 비율로 150$^{\circ}C$까지 증가하는 것으로 설정하였다. SAS를 사용하여 사대적 용리시간에 대한 예측식을 다음과 같이 얻을 수 있었다. $RRT=0.121bp+14.39dp-8.94dp^2+0.0741sqmw-35.78\;(N=8,\;R^2=0.989, \;Variance=0.175,\;F=66.21)$. 상대적 용리시간은 끓는점, 분자량의 제곱근 및 분자쌍극자모멘트의 함수이며 끓는점에 의한 영향이 가장 컸다. 무극성 컬럼 사용시 분자쌍극자모멘트가 0.805D에서 용리시간이 가장 길었다. 분자구조가 평면성을 띠면서 대칭성이 높은 물질은 용리속도가 작았다. 훈련세트(training set)에서 SAS 프로그램을 통해 얻은 예측식의 상관계수의 제곱$(R^2)$은 0.989이며 분산은 0.175이다. 시험세트(testing set)에서 3개의 황화합물에 대하여 예측식을 통해 얻은 상대적 용리시간과 관측된 값 사이의 분산은 0.432 이었다.
이온빔 증착법으로 제작한 코닝유리(Corning glass)/Ta(5 nm)/NiFe(7 nm)/FeMn(25 nm)/Ta(5 nm) 다층박막 구조에서 반강자성체 FeMn층 증착시 인가한 일축 이방성 자기장 방향에 따른 강자성체 NiFe층의 자화 스핀배열 의존성을 조사하였다. NiFe층과 FeMn 층 증착시 인가한 자기장 방향을 달리한 각도는 각각 $0^{\circ},\;45^{\circ},\;90^{\circ}$였다. 용이축 MR(magnetoresistaice) 곡선으로부터 얻은 교환결합세기(Hex)는 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 40 Oe로, $90^{\circ}$일 때는 거의 0 Oe로 감소하였다. 반면에 곤란축 MR 곡선으로부터 얻은 $H_{ex}$ 값은 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 35 Oe로, 90o일 때는 79 Oe로 증가하였다. 강자성체 층의 용이축과 반강자성체 층의 일축 이방성 방향이 $90^{\circ}$ 차이가 나는 계면에서도 FeMn층이 NiFe층의 자기모멘트 스핀방향을 회전시켜 교환결합 이방성 효과가 발생함을 알 수 있었다.
During the analyzing processes of the compounds, some researchers are puzzled by the analytical signals for some TSNAs (with or without splitting peaks at various pHs and temperatures). In this work, a detailed theoretical study of structural and thermal properties of the $E/Z$ isomers of TSNAs and the corresponding protonated structures was performed using DFT methods. The calculations showed that the $E$ isomers are almost stable than $Z$ isomers, while the $Z$ isomers would be more stable when in protonation. The calculated results predicted the possibility of separation of their $E$ and $Z$ isomer forms and also showed that protonation affects the dipole moment of molecules significantly (0.1-0.5 to 0.7-2.1 Debye). The calculations agreed well with the experiments that the split-up of the HPLC signal for TSNAs into two peaks are very sensitive to the pH and temperature of the mobile-phase.
고속액체크로마트그래피에서 RAH분자들이 상대적 용리시간을 다변량선형회귀분석과 인공신경망분석방법을 사용하여 학습시킨 후, 시험 세트의 상대적 용리시간을 예측하였다. PAH의 QSRR에서 주요한 설명인자는 분자연결지수($^1X_v,\;^2X_v$),길이와 폭의 비율(L/B) 및 분자 쌍극자 모멘트(D)이었다, 슬롯 모델과 관계깊은 L/B은 인공신경망분석방법에서는 적절한 설명인자로 작용하나, 다변량회귀분석에서는 그러하지 못하다. 시험세트에서 용리시간 예측도를 나타내주는 분산은 각각 인공신경망분석방법에서 0.0099, 다변량회귀분석방법에서 0.0114이었다. 인공신경망분석방법이 다변량회귀분석보다 더 좋은 결과를 보여준다.
Dielectric measurement on binary mixtures of Allyl chloride (ALC) with 2-Pentanone (2-PE) and 2-Hexanone (2-HE) has been carried out over the entire concentration range using Time Domain Reflectometry (TDR) technique at various temperatures in microwave frequency range of 10 MHz to 10 GHz. The static dielectric constant, excess static dielectric constant (${\varepsilon}^E_S$), effective Kirkwood correlation factor ($g^{eff}$) of binary mixtures over entire concentration range were determined to study the effect of increasing alkyl group of ketones on hetero molecular interaction. It was found that magnitude of excess static dielectric constant of mixtures increases with increase of alky group of ketones. The study reveals that the dipole moment of Allyl chloride in mixture have antiparallelism tendency where as 2-pentanone and 2-hexanone have parallelism tendency. Excess static dielectric constant is also fitted to Redlich-Kister equation to get information about rates of multimers formation.
The complete active space self-consist field method followed by the internally contracted multireference configuration interaction method has been used to compute the potential energy curves of $X^2\prod_g$, $a^4\prod_u$, $A^2\prod_u$, $b^4\sum_{g}^{-}$, and $B^2\sum_{g}^{-}$ states of $S{_2}^+$ cation with large correlation-consistent basis sets. Utilizing the potential energy curves computed with different basis sets, the spectroscopic parameters of these states were evaluated. Finally, the transition dipole moment and the Franck-Condon factors of the transition from $A^2\prod_u$ to $X^2\prod_g$ were evaluated. The radiative lifetime of $A^2\prod_u$ is calculated to be 887 ns, which is in good agreement with experimental value of $805{\pm}10$ ns.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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