| 초록 |
연구의 목적 및 내용 본 연구에서는 기능성 나노물질을 기반이 되는 분자 및 나노클러스터에 대한 양자화학 계산 및 순이론 분자동역학 전산모사를 수행하여 분자 특성 및 반응 메커니즘의 규명, 전산모사 결과 해석을 통한 화학반응 가시화를 실행한다. 얻어진 결과를 바탕으로 DFTB 파라미터 개발의 기반을 마련한다. 연구결과 나노재료물질 (fluorographene)의 성장과정을 규명하기 위해 그라핀과 XeF 2 사이의 화학 반응을 양자화학 계산 및 순이론 분자 동역학 전산모사를 수행하였다. 리튬-황 배터리 내부에서 생성되는 Li 2 S n 클러스터에 대한 양자화학 계산을 수행하여 분자적 관점에서의 거동 및 특성을 계산하기의 최적의 밀도범함수를 선별해 내었다. 게다가 선택적 기체 흡착제의 유효사이트의 규명을 위해서 알루미늄 클러스터와 산소분자의 양자화학계산 및 순이론 분자 동역학 전산모사를 통해 알루미늄 클러스터 표면에서의 산소의 해리과정을 가시화할 수 있었다. 전이금속, p-block금속들과 리간드 사이의 상호작용에 관한 potential energy surface (PES) 연구를 진행하였고 이로써 실험적으로 규명된 바닥상태를 양자화학계산으로 규명했다. 나노재료물질에 관한 최적의 양자화학계산 방법을 선정하는 연구를 통해 골드 클러스터 관련 최적 밀도범함수를 선정해냈다. 칼코겐 할라이드 (chalcogen halide)에 대한 SOC 연구를 통해 아직 발견되지 않은 특성과 이유를 규명해냈다. 헤테로 고리 화합물의 광화학 반응 메커니즘을 명확히 규명하여, 어떠한 광특성을 가지는지 밝혀내었다. F 2 PNS의 바닥상태 및 기저상태 연구를 통해 향후 나노재료분자의 광화학 반응 전산 모사 결과 해석의 중요한 정보를 제공할 것이다. 연구결과의 활용계획 본 연구를 통해 산출된 다양한 나노재료물질과 촉매 활성 물질들에 대한 데이터를 기반으로 DFTB 파라미터 개발에 활용 할 수 있다. 전이금속을 포함한 분자에 대하여 SOC를 고려한 수준 높은 양자화학 계산을 수행하였기 때문에, 비슷한 무거운 원소를 포함한 분자의 스펙트럼 해석 및 바닥상태 해석에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 화학 반응 메커니즘의 가시화를 통해서 실험적으로 기술되지 못하는 현상들에 대한 상세 메커니즘을 규명 할 수 있었다. 향후 이론적으로 규명되지 않은 미지의 나노재료 물질의 성장 메커니즘 규명에 도움을 줄 수 있다. 이 분야는 수년 후 연구 경쟁이 매우 치열할 것으로 판단되며, 본 연구로 얻어진 기술 축적과 노하우를 바탕으로 이 분야를 선점하는데 기여할 것이라고 판단된다. (출처 : 요약문 5p) |
