초록 ▼

□ 연구개요
제일원리 이론을 기반으로 실제의 복잡한 물리화학적 환경을 포함한 재료 물성 시뮬레이션을 수행하여 열 물리, 계면물리 등 복잡한 재료물리 현상들의 미시적 동작원리를 규명

□ 연구 목표대비 연구결과
-2차원 계면에서 마찰 현상 이해
포논의 상태 밀도 함수를 통해 물 층이 삽입될 경우 마찰 에너지가 크게 소실되어, 실험적인 마찰력이 증가될 수 있음을 이론적으로 제안하였다.
-열전 이미지 이론 심화
본 연구팀은 선형 보간법을 사용한 브릴루앙 적분법을 이용하여 복잡한 시스템의 열전 이미징을

□ 연구개요
제일원리 이론을 기반으로 실제의 복잡한 물리화학적 환경을 포함한 재료 물성 시뮬레이션을 수행하여 열 물리, 계면물리 등 복잡한 재료물리 현상들의 미시적 동작원리를 규명

□ 연구 목표대비 연구결과
-2차원 계면에서 마찰 현상 이해
포논의 상태 밀도 함수를 통해 물 층이 삽입될 경우 마찰 에너지가 크게 소실되어, 실험적인 마찰력이 증가될 수 있음을 이론적으로 제안하였다.
-열전 이미지 이론 심화
본 연구팀은 선형 보간법을 사용한 브릴루앙 적분법을 이용하여 복잡한 시스템의 열전 이미징을 가능하게 하였다.
-나노스케일 마찰전기 원리 규명
열전 효과를 통해 표면에서의 전하의 이동을 명확하게 설명하였다. 특히, S(제벡계수), ρ(밀도), c(비열), k(열전도도) 로 정의되는 (수식) (마찰 전기 인자)를 발견했다.
-표면-분자 상호작용 및 촉매 화학반응의 원자수준 비평형 화학반응 이론 정립
Co-porphyrin과 Au(111)사이의 교환 상호작용을 porphyrin에 NH3 NO2등 소형 분자를 흡착함에 따라 실험적으로 Kondo resonance의 세기가 달라짐을 제일원리 계산을 통해 확인했다.
제일 원리 계산을 통해 본 연구팀은 유기물 반응의 분자 촉매 중 하나인 Jacobsen 촉매와 질소 치환 산화 환원 그래핀 지지체를 이용하여 물분해 산소 환원 반응 촉매로서 우수한 효율을 보임을 증명하였다.
제일원리 계산을 통해 CBFO의 홀 트랩 중심은 치환 Ca(CaBi) 주위의 여러 작은 홀 폴라론과 바이폴라론에 의해 생성되어 최종적으로는 색 변화에 중요한 역할을 할 수 있음을 발견하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
제일 원리를 통한 포논 계산은 열 소실과 마찰의 관계 이해 할 수 있는 수단이 되었으며 이를 통해 보다 마찰에 대한 깊은 이해를 통해 산업계가 직면한 여러 마찰에 의한 문제를 해결 할 수 있음을 기대한다.
제일 원리 기반 열전 이미징 시뮬레이션은 기존의 방법과 달리 보다 국소 전자 구조를 민감하게 볼 수 있는 효과적인 방법임이 본 연구과정 동안 확인되었다. 이는 추후 민감한 전자 구조의 관측을 위해 표준적 방법이 될 수 있을 것이라 기대한다.
열전을 통한 마찰 전기의 이해는 오랫동안 미스테리였던 이의 미시적 이해를 보다 깊게 만들었다. 이를 통해 에너지 수확의 효율 증대에서부터 마찰 전기에 의한 여러 사고의 예방에 이용 할 수 있음을 기대한다.
제일 원리 계산을 통한 표면 안정성의 미시적 이해는 정확한 나노 촉매 합성 및 반응의 가이드라인을 제시하고, 합성과정에서 발생할 수 있는 시도/실패를 효과적으로 줄일 수 있으리라 기대된다. 특히 이는 에너지 산업에서 매우 중요한 나노 촉매와 콜로이드 양자점 등 에너지 물질을 대량 생산하고, 기능성 확대 등을 위한 방안을 도출 할 수 있을 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• ▶ 계면 열 소실 현상의 양자역학적 이해 ... 4
• ▶ 미시 세계 마찰력 및 마찰 전기의 종합적 이해 ... 5
• ▶ 복잡 현상의 열전 이미징 이해 ... 6
• ▶ 표면-분자 상호작용 및 촉매 화학 반응의 원자 수준 비평형 화학반응 이론 정립 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 8
• 3) 목표 달성 수준 ... 8
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 참고문헌 ... 17
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 28
• 끝페이지 ... 36