| 초록 |
□ 연구개요 • 컴퓨터를 이용한 계산화학 분야는 실험결과의 해석, 물성예측, 그리고 신소재 디자인의 아이디어 제공 등 신소재 개발을 위한 연구과정에서 중요한 역할을 담당하고 있음. 본 연구에서는 밀도범함수이론 (Density Functional Theory, DFT)에 기반한 계산화학적 접근방법을 활용하여 alloy를 포함한 금속표면과 공액계 (π-conjugated) 흡착 분자간의 상호작용에 대해 고찰함. • 공액계 유기흡착분자들은 높은 전기전도도 및 화학적 안정성에 기인하여 유기박막 전자소자에 폭넓게 사용되고 있으며, 이러한 공액계 유기분자들의 금속표면 위 기하학적 흡착구조와 그에 따라 결정되는 전자구조는 유기박막 전자소자의 물성을 결정하는 데 있어 매우 중요한 역할을 하고 있음. 따라서, 기하학적 흡착구조 및 계면에서의 전자구조의 형성 메커니즘을 이론적으로 고찰하여 신소재 디자인에 요구되는 구조-물성 상관관계를 수립하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 • 본 그룹에서 최근 발견한 공액계 흡착분자와 금속표면의 전자구조들 간의 상호작용인 소위 “interlocking-dragging-splitting” 메커니즘에 대한 타당성을 검토하기 위해 연구대상을 확장하여 연구를 실시하고자 하였으며, triphenylene 화합물에 적용하여 기존에 수립한 메커니즘이 동일하게 적용될수 있음을 확인하여 현재 논문을 준비 중임. • 최근 alloy 표면에서의 공액계분자의 흡착 구조에 대한 계산을 진행중에 있으며 본 계산을 통해 보다 실질적인 데이터를 제공할 수 있을 것으로 보임. • 특히, 이런 공액계분자들의 배열에 대한 고찰을 통해 새로운 표면에서의 키랄리티에 대한 발견을 보고 하였음. • LiFeBO<sub>3</sub> (x = 0.2)에 대한 구조를 계산을 통해 제시하였음. 기존에 알려지지 않았던 LiFeBO<sub>3</sub> (x = 0.2)가 vonsenite (2FeO⋅FeBO<sub>3</sub>) 에 기반한 구조를 가지고 있음을 확인하였으며 두 종류의 Fe 이온 (Fe<sup>3+</sup> and Fe<sup>2+</sup>)을 포함하고 있음을 이론적으로 제안하였음. 이러한 내용을 Electrochim. Acta 367, 137364 (2021)에 교신저자로서 게재하였음. • 유기발광분자들의 광물리 성질을 설명하기 위하여 TD-DFT 계산을 수행하였으며, spin-orbit coupling matrix element를 계산하여 보다 신뢰도 높은 TADF 메커니즘을 제시하였음. □ 연구개발성과 의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) • 분자-표면 간 계면에서의 결함은 유기전자소자의 성능 저하의 주요 요인 중의 하나임. 따라서 이를 극복하기 위한 방법은 효과적인 분자간 상호작용을 극대화시키고 스텝에서 균일한 흡착구조를 갖도록 분자구조를 디자인해야 함. 본 연구는 효율적인 유기전자소자 제작에 기여할 수 있을 것으로 판단됨. • 표면과 같은 주기적 시스템에 대한 여기상태의 이론연구는 아직 많이 이루어지지 않은 상태임. 따라서 다양한 시스템에 대한 체계적인 연구가 요구되는 상황이며 본 연구의 결과는 이후 이러한 여기상태 연구에 상당한 기여를 할수 있을 것으로 판단됨. 본 과제 공액계 분자들의 여기상태 연구는 유기태양전지와 같은 에너지소재의 개발에도 기여할 수 있을 것으로 판단됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
