분자동역학을 이용한 FCC 금속 클러스터의 녹는점 계산

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 실험방법
4. 데이터 및 결과
5. 결과분석 및 도찰
6. 참고자료

본문내용

1. 실험 목적
재료전산모사 기법의 하나인 분자동역학(Molecular Dynamics)을 활용하여 4개의 FCC 금속(Ag, Au, Pd, Pt) 클러스터의 녹는점을 모델링한다. 원자 개수가 클러스터의 녹는점 측정에 미치는 영향을 파악하고, 경험적 퍼텐셜(Empirical Potential)의 특성을 이해한다.

2. 이론적 배경
1) 분자동역학(Molecular Dynamics)
뉴턴의 운동방정식을 원자, 유사 분자 모델 수준에서 수치적으로 푸는 방법을 말한다. 또한 분자 내의 모든 원자들의 위치를 시간의 함수로 알아내는 작업을 의미한다. 이러한 계산을 통해서 분자시스템의 시간에 따른 물성을 조사하는 것을 목표로 한다. 원자, 분자의 운동을 시간의 함수로 표현할 수 있다. 원자들의 이동은 실험을 적으로 관찰하기 매우 어렵다. 물론, 분자동역학 계산은 실제 실험적으로 만들어지지 않은 이상적인 분자구조에 대한 이론적인 전산모사에도 이용된다. 모델의 타당성에 따라서 관찰 불가능한 실험적 상황을 모사할 수 있다. 이론 물리학에선 발달하여 최근에는 재료과학, 생명과학 등의 분야에서 광범위하게 응용되고 있다.

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5. 결과분석 및 도찰
위의 실험은 분자동역학(Molecular Dynamics)을 활용하여 4개의 금속 FCC 금속(Ag, Au, Pd, Pt) 클러스터의 녹는점을 모델링하여 리눅스를 활용해, 온도에 따른 원자의 배열들을 그림으로 확인하고 원자 개수가 녹는점에 미치는 영향을 파악하는 것이다.
위의 결과들을 종합하고 분석한 결과, 원자의 개수가 늘어날수록 실제 녹는점과 점점 가까워진다는 것을 확인 할 수 있었다. 원자가 314개일 때보다 1072개 원자수가 더 많기 때문에, 전체에너지가 증가하게 된다. 이것은 그래프를 보아서도 확인할 수 있다. 위의 그래프들을 보면 4개의 그래프 모두 원자의 수가 증가할수록 전체에너지가 증가하고 그로인해 녹는점이 커짐을 알 수 있다.

참고 자료

신소재실험 교안
위키 백과사전(분자동역학)
http://incredible.egloos.com/1679232 -분자동역학 블로그
김상락, “분자동역학”, 2003