나노시대에서의 제일원리법의 응용과 그 미래

소개

제일원리법에 관한 학사학위 논문레포트 입니다.^^

목차

국문요지

제1장 서 론
1.1 전산재료과학의 정의
1.2 전산재료과학의 역사와 현주소
1.3 전산재료과학의 세가지 방법
1.3.1 경험적방법
1.3.2 양자역학적 방법
1.3.3 반경험적 방법및 기타

제2장 본 론
2.1 제일원리법의 정의
2.2 제일원리계산법이란
2.3 제일원리 계산이론
2.3.1 본오펜하이머 가정(Born-Oppenheimer approximation)
2.3.2 밀도 범함수 이론(Density fuctional theory)
2.3.3 유사퍼텐셜 방법(Pseudopotential method)
2.3.4 평면파 기저(Plane-wave basis set)
2.4 계산방법
2.4.1 Vienna ab initio simulation package (VASP)
2.4.2 Preliminary calculation
2.4.3 수렴도 계산(Convergence test)

제3장 결론
3.1 나노시대를 위한 제일원리법의 발전 동향
3.2 응용예와 미래상
3.2.1 세라믹 재료에서의 응용예
3.2.2 미래상
3.3 결론

본문내용

제 1 장 서 론

1.1 전산재료과학의 정의
전산재료과학이란 수학,물리학,화학,기계공학 등을 바탕으로 전산처리를 위한 이론,방정식,알고리즘,코드,모듈등을 만들고, 이를 컴퓨터를 써서 풀이함으로 금속재료,세라믹스재료,고분자재료 등의 화학적,물리적,기계적성질과 현상 등을 밝히는 것이다.최근 원자, 전자 단위의 현상들에 대한 이론의 발전과 다양한 재료의 미세조직에 대한 이론의 발전에 힘입어 전산재료과학은 매우 정확히 재료에서 일어나는 현상을 예측할 수 있다.
1.2 전산재료과학의 역사와 현주소
전산재료과학은 1 9 5 0년경부터 시작되었다고 말할 수 있다. 그 전까지의 물리학은 기본 소립자의 연구가 중심이었는데 이를 바탕으로 원자간의 결합에 대한 연구가 시작되었고 Slater가 그 선두적 역할을 하였다. 하지만 초창기에는 해석적 방법에 많이 의존하였기 때문에 작은 계에 연구가 국한 되어 있었다.1960년대에 Kohn과 Sham이 밀도범함수론 (Density Functional Theory)을 개발함으로써 본격적으로 큰 계를 수치적으로 연구할 수 있는 발판이 만들어졌다.여러 개의 전자가 모여있을 경우, 그 해를 해석적이든 수치적이든 완벽하게 알아내는 것은 거의 불가능하다. Kohn과 Sham의 이론은 이를 근사적으로 그리고 빠르게 계산할수 있는 틀을 제공하였으며 이 업적으로 Kohn은 1998년에 노벨 화학상을 수상하였다.전산재료과학의 본격적인 중흥기는 고성능 컴퓨터가 도입되기 시작한 1970년대 이후라 할 수 있다.초창기에 느린 컴퓨터를 가지고 연구할 당시에는 실리콘, 다이아몬드와 같은 아주 단순한 물질의 기초적 물성을 연구하였지만 컴퓨터의 성능이 좋아짐에 따라 그 연구범위가 급속히 확대되기 시작했다.
전산재료과학은 주기율표상에서 여러 원자들을 서로 결합시켜 가능한 여러 결정구조를 만들어봄으로써,새로운 물질을 이론적으로 만들고 그 특성에 대한 정확한 예측을 할 수 있다.원자나 전자는 딱 주어진 에너지만큼 움직이거나 위 궤도로 뛰어 올라가므로 절대 다른 길로 빠지거나 예외가 없다. 재료를 포함한 모든 물질의 움직임과 이에 따른 모든 특성의 예측이 가능한 것은 바로 이 점에 있다.

참고자료

· [1] 이준근,전산재료과학 개론; pp. 4-21,도서출판 YOUNG,2006
· [2] 가와조에 요시유키,미카미 마스히로,오노 가오루,전산시늉에의한
· 물질과학;pp. 87-123,시그마프레스,2001
· [3] Madeleine Meyer,computer simulation in material science;pp. 113-135,NATO ASI,2001
· [4] 이준근,“세라믹스와 전산재료과학”,월간세라믹스,4,2007
· [5] 유재준(n.d).계산물리적 방법을 통한 고체의물성연구.Retrieved October