아래와 같이 다음 콜로퀴엄 일정을 안내드립니다.

많은 관심과 참석을 부탁드립니다.

<일시> 2026년 4월 29일(수) 16시 30분

<장소> 제2물리관 106호

<연사 > 배성민교수님 / 동북대학교 금속재료연구소(Institute for Materials Research) 복합기능재료학 연구부문 조교수

<연제> 제일원리계산으로 이해하는 캐리어 포획과 폴라론의 물리: 전하가 포획될 때 나타나는 재료의 특성

<초록> 재료의 물성은 원자들의 배열과 그 안에서 움직이는 전자 구조가 서로 맞물리며 결정된다. 전하 캐리어는 이러한 전자 구조 속에서 비교적 퍼진 상태로 존재할 수도 있고, 주변 격자와 상호작용하면서 특정 위치에 묶여 한 자리에 머무르는 `작은 폴라론` 상태를 형성할 수도 있다. 이처럼 전하가 한 자리에 머무르는 현상은 전기전도, 광학천이, 자성, 상전이 등 다양한 물성을 바꾸는 핵심 메커니즘이지만, 그 형성과 안정성을 직관적으로 이해하기는 쉽지 않다.

본 강연에서는 먼저 보른-오펜하이머 근사와 밀도범함수이론(DFT)을 바탕으로, 제일원리계산이 물질의 기저상태와 관련 물성을 어떻게 기술하는지 간단히 소개한다. 이어서 반도체 도핑과 결함이 캐리어의 분포를 바꾸고, 그 결과 전도도와 광학 특성이 크게 달라지는 현상을 폴라론의 관점에서 설명한다. 또한 표준 DFT가 자기상호작용 오차와 과도한 비국소화 경향 때문에 이러한 국소화 상태를 충분히 잘 기술하지 못할 수 있음을 보이고, 이를 보완하기 위한 Koopmans 조건 및 관련 보정 방법의 물리적 의미를 살펴본다.

마지막으로 산화물과 2차원 전이금속 칼코게나이드에서의 대표적인 계산 사례를 통해, 전하 국소화가 실제로 재료의 전자구조와 물성을 어떻게 바꾸는지 보여주고자 한다. 이 강연의 목적은 전하 캐리어, 폴라론, 그리고 제일원리계산이 서로 어떻게 연결되는지 이해함으로써, 재료 물성을 해석하고 설계하는 데 필요한 기본 관점을 제공하는 데 있다.