본 연구에서는 나노-크기에서 나타나는 다양한 자성 현상을 이해하기기 위하여 적합한 제일 원리 계산방법을 개발하고 이를 실제 물질들에 응용하는 과제를 수행하였다. 구체적으로는 전이금속 산화물을 비롯한 기타 다양한 자성 물질을 제일원리 방법으로 계산할 때 가장 ...

본 연구에서는 나노-크기에서 나타나는 다양한 자성 현상을 이해하기기 위하여 적합한 제일 원리 계산방법을 개발하고 이를 실제 물질들에 응용하는 과제를 수행하였다. 구체적으로는 전이금속 산화물을 비롯한 기타 다양한 자성 물질을 제일원리 방법으로 계산할 때 가장 유용하다고 알려진 '국소밀도 근사법 더하기 U (LDA+U)' 계산법을 코드로 구현하였다. 이 때 많은 수의 원자를 동시에 시뮬레이션하여 나노 구조에서 나타나는 현상을 이해할 수 있도록 국소 궤도함수 (atomic local orbital)를 기저함수로 택하였으며 계산시간과 메모리를 줄여주는 O(N)방법으로 알려진 몇가지 전문적인 알고리즘들과의 결합을 시도하였다. 이와 같이 계발된 계산방법은 이미 잘 알려진 몇몇 물질들에 적용함으로써 그 정확성을 확인하였고 새롭게 보고 된 물질들의 연구에 실제로 적용함으로써 자기 물성 연구에 이바지 하였다. 응용 연구를 위해 계산한 물질들로서 나노구조에서 흔히 나타나는 wurtzite 구조의 코발트 산화물 (wurtzite structure CoO) 그리고 강자성과 유전성이 동시에 나타나는 갈륨-철산화물 (GaFeO3)이 있다.

본 연구를 통해 얻은 연구결과들은 몇몇 국제 학술지를 통해 발표되었다. 먼저 방법론 개발과 그 테스트 결과는 미국 물리학회 학술지, Physical Review B에 2006년 발표되었고, 응용 연구로서 wurzite 구조 코발트 산화물에 대한 연구 결과는 실험 결과들과 함께 미국 화 ...

본 연구를 통해 얻은 연구결과들은 몇몇 국제 학술지를 통해 발표되었다. 먼저 방법론 개발과 그 테스트 결과는 미국 물리학회 학술지, Physical Review B에 2006년 발표되었고, 응용 연구로서 wurzite 구조 코발트 산화물에 대한 연구 결과는 실험 결과들과 함께 미국 화학회지인 Journal of American Chemical Society에 2006년에, 그리고 자세한 이론적인 내용을 담은 논문은 한국 물리학회지 (Journal of Korean Physical Society)에 역시 2006년에 발표되었다. 마지막으로 갈륨-철 산화물에 관한 이론 논문은 Physical Review B에 2007년 발표되었다. 이후 수행된 몇몇 연구들은 현재 출판을 위해 준비 중이며 이상의 내용들은 학위논문으로 정리하였다. 특별히 본 연구를 통해 구현된 코드는 다양한 물질의 제일원리 계산연구에 일반적으로 사용될 수 있는 것으로서 현재까지도 과제 수행자 본인과 동료들에 의해 다양한 응용연구에 활발히 사용되고 있다.