특정한 광학적 또는 전자적 특성을 지닌 새로운 재료를 찾는 재료 과학자가 되었다고 상상해 보십시오. 전통적으로 여기에는 수천 개의 연구 논문을 선별하거나 광범위한 실험실 실험을 수행하는 것이 포함됩니다. 하지만 결정 구조, 전자 특성, 광학 특성 등 재료에 대한 검증된 계산 데이터를 제공하는 포괄적인 데이터베이스가 있다면 어떨까요? 재료 프로젝트는 연구자에게 발견을 가속화할 수 있는 강력한 도구를 제공하는 바로 그러한 플랫폼입니다. 이 기사에서는 사방정계 염화바륨(BaCl2) 데이터베이스의 사례 연구를 자세히 살펴봅니다.
BaCl₂: 다목적 화합물
염화바륨(BaCl2)은 실험실 및 산업 환경 모두에서 널리 사용되는 화합물입니다. 무색 결정으로 나타나며 물에 잘 녹으며 중간 정도의 독성을 나타냅니다. 재료 과학에서 BaCl₂는 다른 바륨 기반 화합물을 합성하기 위한 전구체 역할을 합니다. 독특한 결정 구조와 광학적 특성으로 인해 본질적인 연구 관심 대상이 되고 있습니다.
재료 프로젝트 데이터베이스의 BaCl₂
재료 프로젝트 데이터베이스(항목 ID: mp-23199)는 결정 구조, 전자 특성 및 광학적 동작을 포함하여 BaCl2에 대한 자세한 계산 데이터를 제공합니다. 아래에서는 이 항목의 주요 기능을 분석합니다.
1. 결정 구조
표준조건에서 BaCl₂는 공간군을 갖는 사방정계 결정구조를 취한다.Pnma(62). 이 구조는 서로 수직인 세 개의 축(a, b, c)과 특정 대칭 작업을 특징으로 합니다. 단위 셀 매개변수는 다음과 같습니다.
- 에이= 4.77Å
- 비= 7.92Å
- 기음= 9.52Å
- 각도(α, β, γ) = 90°
- 부피 = 359.81 ų
데이터베이스는 또한 단위 셀 내의 원자에 대한 분수 좌표를 제공합니다.
바륨(Ba):4c (¼, 0.248672, 0.882972)의 Wyckoff 위치
염소(Cl):(¼, 0.028387, 0.170834) 및 (¼, 0.356327, 0.070447)에서 두 개의 4c 위치
Wyckoff 위치는 대칭 등가 원자 사이트를 나타냅니다. 좌표는 단위 셀 내 각 원자의 상대 위치를 나타냅니다. 예를 들어 바륨은 a축 길이의 1/4에 위치합니다.
2. 결정학적 세부사항
- 크리스탈 시스템: 사방정계
- 공간 그룹 기호:Pnma
- 점 그룹:음
- 밀도: 3.84g/cm3
- 산화 상태: Ba²⁺, Cl⁻
3. 조정 환경
BaCl₂의 바륨 이온은 9개의 염소 원자로 배위되어 3개의 정사각형 면이 있는 삼각 프리즘(TPRS-9 기하학)을 형성합니다. 1.123의 연속 대칭 측정(CSM)은 이상적인 다면체와의 긴밀한 정렬을 나타냅니다.
4. 전자적 및 광학적 특성
- 밴드 구조:시각화는 전자 에너지 분포를 보여주고 전도도와 광 흡수를 알려줍니다.
- 밴드갭:GGA로 계산된 밴드갭은 전자 전이의 에너지 임계값을 결정하여 광 흡수 범위에 영향을 줍니다.
- 광학 측정항목:흡수 계수, 유전 함수 및 반사율 데이터는 전자기 방사선과의 상호 작용을 예측합니다.
5. 운송 특성
전자와 정공의 유효 질량은 전하 운반체 이동성을 정량화하며, 값이 낮을수록 전도성이 우수함을 나타냅니다.
6. 추가 지표
- 볼록 껍질 위의 에너지(합성 안정성)
- 예상 녹는점
- 합성상태(실험적으로 검증 또는 예측)
소재 프로젝트의 가치
이 플랫폼은 다음을 통해 연구자에게 권한을 부여합니다.
- 중앙 집중화된 데이터를 통한 자료 검색 가속화
- 실험을 안내하기 위한 속성 예측 활성화
- 컴퓨터 스크리닝을 통한 신소재 발굴 촉진
결론
재료 프로젝트는 컴퓨터 재료 과학이 어떻게 연구 작업흐름을 변화시킬 수 있는지를 보여줍니다. BaCl₂의 구조 및 전자 프로필을 분석함으로써 과학자들은 광범위한 실험이 필요했던 통찰력을 얻습니다. 이 사례 연구는 재료 혁신을 발전시키는 데 있어 데이터베이스의 역할을 강조합니다.