결정 구조
Crystal Structure
원자들의 주기적인 공간 배열. 조성이 같아도 배열에 따라 물성이 달라질 수 있다.
같은 원소 조성의 서로 다른 구조를 비교한다.
Materials & AI · glossary
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62개 용어
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Crystal Structure
원자들의 주기적인 공간 배열. 조성이 같아도 배열에 따라 물성이 달라질 수 있다.
같은 원소 조성의 서로 다른 구조를 비교한다.
Density Functional Theory · DFT
전자 밀도를 중심으로 물질의 전자 구조와 에너지를 계산하는 양자역학적 방법.
결정 후보의 에너지를 계산해 안정성을 비교한다.
Formation Energy
물질의 에너지를 기준 원소 상태의 에너지와 비교한 값.
음수여도 다른 화합물로 분해되는 것이 더 유리할 수 있다.
Energy Above Hull · E_hull · 볼록껍질
같은 조성의 가장 안정한 상 조합보다 얼마나 에너지가 높은지 나타내는 값.
0에 가까운 후보를 우선 검토하되 합성 가능성과 동일시하지 않는다.
Band Gap · 띠틈
가전자대의 꼭대기와 전도대의 바닥 사이 에너지 차이.
반도체 후보의 전자적 성질을 비교하는 지표로 사용한다.
Space Group · 대칭성
결정의 병진·회전 등 공간 대칭을 분류하는 체계.
결정 구조를 대칭에 따라 분류한다.
Molecular Dynamics · MD
원자에 작용하는 힘으로 운동 방정식을 시간 적분해 구조와 수송 성질을 살피는 시뮬레이션.
온도별 원자 확산 거동을 시간에 따라 추적한다.
Phase Diagram · CALPHAD · 상평형
조성·온도·압력에 따라 안정한 상을 나타낸 지도와, 열역학 모델로 이를 계산하는 방법.
합금 조성에서 어떤 상이 먼저 생기는지 확인한다.
X-ray Diffraction · XRD · 회절 패턴
결정면 간격에 따른 회절 위치와 세기로 상과 구조를 확인하는 분석법.
측정 패턴을 계산 패턴과 비교해 생성된 상을 판정한다.
Microstructure · 결정립 · Grain
결정립, 상 분포, 결함 등 현미경 규모의 조직 구조. 물성에 직접 영향을 준다.
결정립 크기 분포를 이미지에서 측정해 강도와 연결한다.
Topology
구조나 연결 관계가 연속적인 변형에 대해 보존되는 성질과 분류를 뜻한다. 재료에서는 원자·링·채널의 연결망을 비교해 서로 다른 구조 유형을 구분할 때 쓴다.
다공성 프레임워크에서 같은 조성이라도 토폴로지가 다르면 전혀 다른 물성을 보일 수 있다.
Defect Topology
결함들이 공간적으로 어떻게 연결되고 배열되는지를 나타내는 구조적 성질이다. 단순한 결함 개수뿐 아니라 연결 방식과 형상이 물성에 미치는 영향을 설명할 때 유용하다.
산소 공공의 결함 토폴로지가 전하 트래핑 거동을 바꿀 수 있다.
Nonadiabatic Molecular Dynamics
전자 상태 전이와 원자핵 운동이 함께 일어나는 분자동역학 기법이다. 전자와 핵의 결합된 동역학을 다루기 때문에 들뜬 상태 과정이나 전하 이동을 모사하는 데 쓰인다.
광여기된 산화물에서 캐리어 재결합 경로를 비단열 분자동역학으로 추적할 수 있다.
topological visibility
위상적 특징이 관측 가능한 데이터 신호에 얼마나 뚜렷하게 드러나는지를 나타내는 개념이다. 신호가 노이즈나 온도 효과에 의해 흐려지면 위상 가시성이 낮아진다고 볼 수 있다.
나노와이어 전도도에서 위상 가시성이 높을수록 Majorana 특징을 더 쉽게 판별할 수 있다.
Charge Density
공간의 각 위치에 전하가 얼마나 분포하는지를 나타내는 물리량이다. 전자구조 계산에서 전자의 공간 분포를 기술하는 핵심 결과물이다.
DFT로 얻은 전하밀도를 학습해 물질의 전자구조 특성을 빠르게 추정할 수 있다.
Conformational Ensemble
분자나 고분자가 하나의 고정된 구조가 아니라 여러 가능한 구조 상태들의 집합으로 존재하는 개념이다. 각 구조의 점유율이나 분포를 함께 고려한다.
무질서 단백질의 구조를 예측할 때 단일 구조 대신 구성 앙상블을 생성한다.
Site Heterogeneity
같은 재료나 표면 안에서도 위치에 따라 구조, 조성, 전자 상태, 반응성이 서로 달라지는 현상이다. 국소 환경 차이 때문에 전체 평균만으로는 설명되지 않는 변동이 생긴다.
나노입자 촉매에서는 서로 다른 활성 자리의 반응 차이를 자리 이질성으로 해석한다.
Preparation Procedure Information Extraction
문헌이나 보고서에서 실험 준비 절차에 해당하는 정보를 자동으로 찾아 구조화된 형태로 뽑아내는 작업이다. 재료 연구에서는 시약, 순서, 조건 같은 재현성 핵심 정보를 기계가 읽을 수 있게 정리하는 데 쓰인다.
논문 본문에서 용액 혼합 순서와 열처리 조건을 추출해 실험 프로토콜 데이터베이스를 만든다.
Surface-Enhanced Raman Scattering · SERS
금속 나노구조 표면에서 라만 산란 신호가 크게 증폭되는 현상이다. 미량 분자도 빠르게 검출할 수 있어 분광 센서에 널리 쓰인다.
소재 센서에서 SERS로 낮은 농도의 오염물이나 바이오마커를 검출한다.
Real-space Representation
파동함수나 전자 밀도 같은 물리량을 공간 좌표에 직접 표현하는 방식이다. 역공간이나 기저 함수 계수 대신 위치 의존성을 중심으로 상태를 나타낸다.
원자 주변 전자 분포를 직접 다루는 파동함수 근사에서 실공간 표현을 쓴다.
Electron Tomography
전자현미경에서 여러 각도로 얻은 투영 이미지를 이용해 시료의 3차원 구조를 복원하는 영상 기법이다. 원자 수준의 구조 정보를 얻는 데 널리 쓰인다.
나노재료의 3차원 원자 배열을 전자 토모그래피로 복원한 뒤 AI로 보정할 수 있다.
Volatile Organic Compound · VOC
상온에서 쉽게 기화하는 유기화합물의 총칭이다. 냄새나 대기 오염, 센서 응답의 주요 원인이 되는 경우가 많다.
실내 공기질 측정에서 특정 휘발성 유기화합물 농도를 센서로 추정한다.
Electronic Nose
가스나 휘발성 물질이 만든 복합 신호 패턴을 센서 배열과 패턴 인식 알고리즘으로 구분하는 시스템이다. 냄새 자체를 직접 측정하기보다 여러 센서 응답의 조합을 학습해 식별한다.
가스 센서 배열의 응답 패턴으로 휘발성 유기화합물 종류를 분류할 때 전자코를 사용한다.
Liquid-Liquid Phase Diagram
두 액상 또는 액체 혼합물에서 조성, 온도, 압력에 따라 상분리가 어떻게 나타나는지를 보여주는 상평형도이다. 상경계와 상분리 영역을 통해 혼합물의 거동을 이해할 수 있다.
추출 공정에서 액-액 상도를 보고 분리가 잘 되는 조성 범위를 찾는다.
onsite interaction · on-site interaction
같은 자리의 두 입자 사이에 작용하는 상호작용 세기를 뜻하며, 허버드 모형의 핵심 매개변수다. 전자 상관의 강도와 점유 상태의 에너지 비용을 정한다.
큐비트 배열 모델에서 온사이트 상호작용 세기를 데이터로부터 역추정할 수 있다.
onsite energy · on-site energy
격자 모형에서 각 자리(site)에 전자가 존재할 때의 국소 에너지 항이다. 주변 전위, 불순도, 조성 변동, 게이트 전압 등에 따라 달라질 수 있다.
반도체 양자점 배열에서 도트별 온사이트 에너지 편차를 추정할 수 있다.
Hubbard model
강하게 상호작용하는 전자계의 격자 모델로, 국소화된 전자 간 상호작용과 홉핑을 간단히 기술한다. 강상관 전자계, 자성, 모트 절연체, 양자점 배열 같은 문제를 설명하는 데 널리 쓰인다.
양자점 큐비트 배열의 전하 안정성 해석에서 허버드 모델 파라미터를 추정할 수 있다.
Constant Potential
전기화학계에서 전극 전위를 일정하게 유지한 조건을 뜻한다. 전하 분포와 표면 반응 장벽이 전위에 따라 달라지는 계를 다룰 때 중요하다.
고정전위 조건에서 표면 흡착 에너지와 반응 장벽을 계산한다.
Passivation
표면의 결함, 반응성 자리, 전하 트랩을 줄여 물질의 화학적·전기적 안정성을 높이는 과정이다. 코팅, 흡착, 표면처리 등 여러 방식으로 구현된다.
페로브스카이트 태양전지에서는 계면 패시베이션으로 재결합을 줄여 효율과 안정성을 높인다.
Potential Energy Surface · PES
원자 배치나 구조 좌표에 따라 계의 에너지가 어떻게 변하는지를 나타내는 함수적 지형이다. 반응 경로, 안정 구조, 확산과 같은 현상을 이해하는 데 기본이 된다.
이중층의 상대적 미끄럼 위치에 따른 에너지 변화를 PES로 나타내어 적층 안정성을 본다.
Heterogeneous Formulation
서로 다른 성분, 상, 입자, 첨가제가 불균일하게 섞인 조성을 뜻한다. 공간적으로 조성이나 구조가 달라져 특성이 위치에 따라 달라질 수 있다.
복합 코팅에서 입자 분산이 고르지 않으면 이질 조성으로서 물성 편차가 커진다.
Kinetic Stability
열역학적으로 가장 안정한 상태가 아니더라도, 구조 전환 장벽이 커서 실제 조건에서 오랫동안 유지되는 성질이다. 합성 가능성과 실제 존재 가능성을 판단할 때 중요하다.
후보 자석 구조가 계산상 동역학적으로 안정한지 확인한다.
Atomistic Simulation
원자 수준의 상호작용을 바탕으로 재료의 구조와 성질을 모사하는 계산 방법이다. 분자동역학, 몬테카를로, 원자간 포텐셜 계산 등이 여기에 속한다.
계면이 있는 산화물의 상 안정성을 원자 시뮬레이션으로 비교한다.
Additive Manufacturing · AM · 3D Printing
재료를 한 층씩 쌓아 올려 원하는 형상과 내부 구조를 만드는 제조 방식이다. 공정 경로와 국부 구조를 비교적 자유롭게 설계할 수 있다.
에어로젤이나 복합재의 기공 구조와 전도성 분포를 적층제조로 조절한다.
Quantum Modelling
원자와 전자의 거동을 양자역학적으로 기술해 물질의 성질을 예측하는 모델링 방법이다. 보통 밀도범함수이론 같은 계산을 포함해 전자구조와 에너지를 다룬다.
패시베이션 분자의 결합 특성을 양자 모델링으로 평가해 후보를 줄일 수 있다.
Field
공간이나 시공간의 각 위치에 값이 정의되는 물리량이다. 온도, 전위, 변위, 질서변수처럼 연속적인 분포를 나타낼 때 쓴다.
재료 미세조직의 질서변수 장을 예측해 도메인 구조 변화를 분석할 수 있다.
Adsorption Heat
기체가 표면에 흡착될 때 방출되거나 흡수되는 열이다. 흡착 결합 세기와 표면 상호작용의 강도를 나타내는 중요한 열역학량이다.
수소가 MOF 기공에 얼마나 강하게 결합하는지 흡착열로 평가한다.
Adsorption Isotherm
일정한 온도에서 압력 또는 농도에 따른 흡착량의 관계를 나타내는 곡선이다. 재료의 저장 능력, 표면 친화도, 기공 충전 거동을 비교하는 데 쓴다.
MOF의 수소 저장 후보를 비교할 때 온도별 흡착 등온선을 계산한다.
Gas Adsorption
기체 분자가 고체 표면이나 기공 내부에 달라붙어 머무르는 현상이다. 흡착은 물리흡착과 화학흡착으로 나뉘며, 재료의 기공 구조와 표면 특성에 크게 좌우된다.
다공성 MOF의 수소 저장 성능을 평가할 때 가스 흡착 등온선을 계산한다.
High-throughput First-principles Search
첫원리 계산을 많은 후보에 대량으로 적용해 물성 후보를 빠르게 선별하는 탐색 방식이다. 계산 비용을 줄이기 위해 자동화와 선별 전략을 함께 쓴다.
자성 조성 공간에서 후보 수천 개를 빠르게 평가해 유망 조성을 찾는다.
Spectroscopic Property
물질이 빛과 상호작용할 때 나타나는 흡수, 발광, 형광 수명 같은 측정 가능한 광학 응답을 말한다. 전자 구조, 국소 배위 환경, 결함 상태에 따라 달라질 수 있다.
희토류 도핑 재료에서 발광 스펙트럼과 수명을 예측하는 데 분광 특성을 사용한다.
Tensor
스칼라와 벡터를 일반화한 다차원 물리량으로, 방향성에 따라 값이 달라질 수 있다. 응력, 변형률, 압전 계수처럼 재료의 방향 의존적 성질을 표현하는 데 쓰인다.
압전 텐서는 결정의 방향에 따라 서로 다른 성분을 가져 텐서 형태로 예측해야 한다.
Substructure
더 큰 분자나 고분자 구조 안에서 반복되거나 기능적으로 의미 있는 부분 구조를 말한다. 분자 전체를 직접 다루기 어렵거나 해석 가능성을 높이고 싶을 때 부분 단위로 특성을 요약해 사용한다.
고분자 유전체 후보를 평가할 때 서브구조별 기술자를 만들어 스크리닝에 활용한다.
Ferroelectric
외부 전기장 없이도 자발 분극을 가지며, 전기장에 의해 그 분극 방향을 바꿀 수 있는 물질이다. 비휘발성 메모리, 센서, 구동 소자 등에 널리 활용된다.
강유전체의 분극 상태 변화가 전하 수송 특성에 영향을 준다.
Carrier Dynamics
반도체나 절연체에서 전하 운반자, 즉 전자와 정공의 생성, 이동, 산란, 재결합 과정을 설명하는 개념이다. 재료의 전기적·광학적 응답을 이해하는 데 핵심이 된다.
분극 변화에 따라 캐리어 동역학이 달라지는지를 초고속 시뮬레이션으로 분석한다.
Nonadiabatic Dynamics
전자와 원자핵의 운동이 분리되지 않고 서로 강하게 결합된 상태에서 일어나는 동역학을 다룬다. 특히 여기상태나 전하 이동처럼 전자 상태 전이가 중요한 과정에서 사용된다.
광여기 후 재료의 초고속 전하 이동을 비단열 동역학으로 모사한다.
Interatomic Potential
원자들 사이의 상호작용 에너지를 근사적으로 나타내는 함수 또는 모델이다. 원자 구조로부터 에너지와 힘을 빠르게 계산하는 데 사용된다.
고체-액체 계면 시뮬레이션에서 원자간 포텐셜로 에너지와 힘을 예측한다.
Phonon
결정에서 원자 진동이 양자화된 준입자이며, 격자 열전도와 열수송을 기술하는 기본 개념이다. 진동 모드의 집단적 거동을 다룰 때 사용된다.
알루미나 계면의 열전달을 분석할 때 포논의 산란과 전달을 함께 고려한다.
Inelastic Scattering
입자나 준입자가 물질과 상호작용하면서 에너지를 주고받아, 산란 전후의 에너지가 달라지는 현상이다. 에너지 손실이나 생성이 동반되어 분광과 수송 현상 해석에 중요하다.
계면 열전달에서 포논이 비탄성 산란되면 에너지 전달 경로가 달라질 수 있다.
Effective Hamiltonian
복잡한 물리계를 더 적은 자유도로 근사해 기술하는 해밀토니안이다. 관심 있는 에너지 범위나 상호작용만 남겨 계산을 단순화한다.
광여기 결정의 전자 동역학을 빠르게 계산하기 위해 유효 해밀토니안을 학습해 사용할 수 있다.
magnetic diffuse scattering
자기 질서가 완전히 장거리 주기성을 이루지 않거나 열적 요동이 있을 때 나타나는 비정상적 산란 신호이다. 특정 스핀 상관과 단거리 자기 질서를 반영한다.
분말 중성자 회절에서 자기 확산 산란 패턴을 이용해 상호작용 매개변수를 역추정할 수 있다.
Transition State Search
화학 반응 경로에서 에너지가 가장 높은 안장점을 찾는 계산 절차다. 반응 속도와 활성화 장벽을 이해하는 데 핵심이다.
표면 촉매 반응의 속도 예측을 위해 전이상태 탐색을 수행한다.
Elementary Reaction
여러 단계로 나뉘지 않는 하나의 기본 반응 사건이다. 반응망과 미세동역학 모델은 이런 기초반응들을 모아 구성된다.
흡착, 표면 확산, 결합 형성을 각각 하나의 기초반응으로 다룬다.
Reaction Network
화학 반응과 종들 사이의 연결 관계를 그래프로 나타낸 체계이다. 각 노드와 간선은 가능한 반응 경로와 전환 관계를 표현한다.
촉매 CO2 수소화에서 가능한 elementary reaction을 모아 반응망을 구성한다.
Vacancy Formation Energy
결정에서 원자 하나를 제거해 공공을 만들 때 필요한 에너지이다. 결함이 얼마나 쉽게 생기는지와 고온에서의 안정성을 가늠하는 데 쓰인다.
Ni 기반 초내열합금에서 공공 형성에너지를 예측해 확산 거동을 비교한다.
Strain Mapping
시료 내부의 변형률 분포를 공간적으로 나타낸 지도이다. 국소적인 격자 왜곡과 응력 상태를 정량화하는 데 쓰인다.
나노결정 TEM 분석에서 변형 맵으로 결함 주변의 국부 변형을 본다.
Phase Stability
특정 온도, 압력, 조성 조건에서 어떤 상이 다른 상보다 열역학적으로 유지되기 쉬운 정도이다. 상 안정성이 높을수록 원하는 결정상이나 미세조직을 유지하기 쉽다.
합금 조성을 바꿀 때 상 안정성이 낮으면 원하지 않는 석출상 형성이 늘어날 수 있다.
Thermal Expansion
온도가 변할 때 물질의 길이, 부피, 또는 격자 상수가 변하는 현상이다. 보통 온도 상승에 따라 팽창하지만, 조성이나 구조에 따라 매우 작거나 음의 값도 나타날 수 있다.
저열팽창 합금을 설계할 때 온도 변화에 따른 선팽창계수를 예측한다.
Curie Temperature
강자성이나 강유전성과 같은 자발적 질서가 열적 요동 때문에 사라지는 임계 온도이다. 이 온도 이상에서는 물질의 자성이나 분극 거동이 크게 달라진다.
Invar 합금에서 큐리 온도는 자기-열팽창 상관을 이해할 때 중요한 물성 지표다.
Global Structure Search
주어진 조성이나 조건에서 가능한 구조들을 넓은 공간에서 탐색해 가장 안정한 구조나 유력 후보를 찾는 방법이다. 국소 최적해에 갇히지 않도록 여러 초기 구조와 탐색 전략을 사용한다.
고압 조건에서 미지의 화합물을 찾기 위해 전역 구조탐색을 수행한다.
Octahedral Crystal Field · Octahedral Field
전이금속 이온 주변의 리간드 배치가 팔면체 대칭일 때 생기는 전자준위 분열과 에너지 환경을 말한다. 전자배치, 스핀 상태, 자기적 성질에 큰 영향을 준다.
2차원 자석 후보를 분류할 때 팔면체 결정장 정보를 기술자로 넣을 수 있다.
Order-Disorder Transition
원자나 점결함의 배열이 규칙적인 상태와 무질서한 상태 사이를 바꾸는 상전이이다. 온도, 조성, 열처리 조건에 따라 재료의 미세구조와 물성이 크게 달라질 수 있다.
합금 석출 과정에서 질서-무질서 전이가 초기 상 형성을 좌우한다.