KR101909491B1 - Calculation method and electronic device for characteristic of impurity and defect structure to solid substance - Google Patents

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KR101909491B1 KR1020160119113A KR20160119113A KR101909491B1 KR 101909491 B1 KR101909491 B1 KR 101909491B1 KR 1020160119113 A KR1020160119113 A KR 1020160119113A KR 20160119113 A KR20160119113 A KR 20160119113A KR 101909491 B1 KR101909491 B1 KR 101909491B1
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Abstract

본 발명은 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법 및 이를 지원하는 전자 장치가 개시된다. 본 발명의 전자 장치는 고체상 물질에서 호스트(host) 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 수신하는 입력부 및 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하고, 생성된 불순물 구조 및 결함 구조의 에너지를 산출하며, 산출된 에너지를 기초로 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출하고, 산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정하며, 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석하는 제어부를 포함한다.The present invention discloses a method for calculating the characteristics of impurity and defect structures in a solid phase material and an electronic device supporting the same. An electronic device of the present invention comprises an input for receiving a user input comprising material information of a host material and an impurity in a solid phase material and an input for generating at least some of the impurity and defect structures according to user input, Calculating the energy of the defect structure, calculating the thermodynamic energy of the impurity structure and the defect structure based on the calculated energy, determining the type and concentration of the specific impurity structure and the specific defect structure based on the calculated thermodynamic energy, And a control section for analyzing the characteristics of the impurity structure and the specific defect structure.

Description

고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법 및 이를 지원하는 전자 장치{Calculation method and electronic device for characteristic of impurity and defect structure to solid substance}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for calculating the characteristics of impurity structures and defect structures in a solid-state material and an electronic device supporting the impurity structure and the defect structure,

본 발명은 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형광체, 광촉매 및 모든 비금속 고체상 소재와 같은 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법 및 이를 지원하는 전자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating the characteristics of an impurity structure and a defect structure, and more particularly, to a method for calculating the characteristics of a impurity structure and a defect structure in a solid phase material such as a phosphor, a photocatalyst and all non- will be.

현재, 고체상 물질에 임의적으로 불순물을 투입하여 불순물 구조, 기능, 종류, 농도, 열적인 안정성을 예측하고자 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 열역학적 자유에너지를 계산하고 있다. 즉, 하전된 불순물들 사이의 전하량 평형 조건으로부터 열평형 상태에서의 자유에너지, 농도 및 페르미 준위를 예측하는 방법을 사용하고 있다.At present, the thermodynamic free energies are calculated using first principle total energy calculation method to predict the impurity structure, function, kind, concentration and thermal stability by injecting impurities into the solid phase material arbitrarily. That is, a method of predicting the free energy, the concentration, and the Fermi level in the thermal equilibrium state is used from the charge balance equilibrium condition between the charged impurities.

하지만 이러한 방법은 저농도 도핑(doping)에서만 사용할 수 있으며, 고농도 도핑에서 사용할 경우 오차가 발생한다. 특히, 광학적 특성 변화를 위해 첨가되는 불순물의 농도는 수 %의 오차가 발생하고 있다. However, this method can be used only in low concentration doping, and when used in high concentration doping, an error occurs. In particular, the concentration of the impurity added for the change of the optical characteristic is several% error.

또한, 모든 불순물 구조에 대해 같은 제일원리 총에너지 계산법을 사용하기 때문에 사용한 제일원리 총에너지 계산법에 따라 주요 불순물의 농도 오차가 크거나 계산 효율이 떨어지는 현상이 발생한다.Also, since the same first principles total energy calculation method is used for all the impurity structures, the first principle total energy calculation method used leads to a phenomenon in which concentration errors of major impurities are large or calculation efficiency becomes poor.

따라서, 고농도의 도핑 상황에서도 정확히 모사하고, 계산 효율과 정확도의 균형을 맞추는 산출방법이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a calculation method that accurately simulates a high concentration doping situation and balances calculation efficiency and accuracy.

한국등록특허공보 제10-0704301호(2007.04.06)Korean Patent Registration No. 10-0704301 (Apr. 04, 2007)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고체상 물질 내부에서 주어진 외부환경으로 인해 발생되는 점결함이 물성에 미치는 영향을 예측하는 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법 및 이를 지원하는 전자 장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for calculating the characteristics of impurity structures and defect structures in a solid phase material that predicts the effect of point defects caused by a given external environment within a solid phase material on physical properties and an electronic device supporting the same .

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 물성 변화를 위해 도핑한 불순물 및 비의도적으로 도핑된 불순물 또는 자연발생된 결함의 영향을 예측하는 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법 및 이를 지원하는 전자 장치를 제공하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method for calculating the characteristics of a dopant structure and a defect structure in a solid phase material predicting the influence of doped impurities and unintentionally doped impurities or naturally occurring defects in order to change physical properties, Device. ≪ / RTI >

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 고농도 도핑 상황을 정확하게 모사하고, 계산 효율과 정확도의 균형을 맞추는 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법 및 이를 지원하는 전자 장치를 제공하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method of accurately calculating impurity concentrations and accurately calculating the characteristics of impurity structures and defect structures in a solid phase material in which calculation efficiency and accuracy are balanced, and an electronic device supporting the same. .

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전자 장치는, 고체상 물질에서 호스트(host) 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는 입력부 및 상기 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하고, 상기 생성된 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 에너지를 산출하며, 상기 산출된 에너지를 기초로 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출하고, 상기 산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정하며, 상기 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, an electronic device according to the present invention comprises: an input part for inputting a user input including material information of a host material and an impurity in a solid-phase material; and an input part for inputting at least some impurity structures and defects Calculating the energy of the impurity structure and the defect structure based on the calculated energy, calculating thermodynamic energies of the impurity structure and the defect structure based on the calculated energy, And a controller for determining the type and concentration of the specific impurity structure and analyzing the characteristics of the determined specific impurity structure and the specific defect structure.

또한 상기 제어부는, 상기 열역학적 에너지를 산출한 다음, 상기 불순물의 종류가 불충분하면, 상기 불순물 구조를 추가로 생성하는 것을 특징으로 한다.Further, the control unit may further calculate the thermodynamic energy, and then generate the impurity structure when the kind of the impurity is insufficient.

또한 상기 제어부는, 상기 불순물 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 높은 경우, 이웃하는 불순물을 페르미 준위 기준으로 재설정하여 상기 열역학적 에너지를 재산출하는 것을 특징으로 한다.When the concentration of the impurity structure is higher than a predetermined reference, the controller resets the neighboring impurities to the Fermi level, thereby restoring the thermodynamic energy.

또한 상기 기 설정된 기준은 0.01 atm% 내지 10 atm% 인 것을 특징으로 한다.In addition, the predetermined standard is 0.01 atm% to 10 atm%.

또한 상기 제어부는, 상기 불순물 구조 중 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산의 정확도보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조가 있는 경우, 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산보다 높은 정확도를 가진 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 상기 열역학적 에너지를 재산출하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further comprise a first principle total energy calculation method having a higher accuracy than the calculation of the thermodynamic energy when there is an impurity structure requiring an accuracy higher than the accuracy of calculation of the thermodynamic energy of the impurity structure Thereby releasing the thermodynamic energy.

또한 상기 제어부는, 호스트 물질 입력, 불순물 입력, 불순물 구조 및 결함 구조 입력, 불순물 구조 및 결함 구조 추가, 기준물질 입력 및 실행 중 적어도 하나의 사용자 입력을 입력하는 제1 메뉴와, 원자를 선택 또는 조작하거나 원자구조를 시각화하는 제1 시각화 윈도우를 제공하는 제1 사용자 인터페이스를 출력하도록 설정하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include a first menu for inputting at least one user input such as a host material input, an impurity input, an impurity structure and a defect structure input, an impurity structure and a defect structure addition, a reference material input and an execution, Or to output a first user interface providing a first visualization window for visualizing the atomic structure.

또한 상기 제어부는, 온도 입력, 압력 입력, 불순물 구조 및 결함 구조 추가, 에너지 보정, 전자구조 분석 및 실행 중 적어도 하나의 사용자 입력을 입력하는 제2 메뉴와, 불순물 구조의 열역학적 에너지에 대한 그래프를 시각화하는 제2 시각화 윈도우와, 평형상태의 열역학적 에너지 및 불순물 구조의 농도를 시각화하는 제3 시각화 윈도우를 제공하는 제2 사용자 인터페이스를 출력하도록 설정하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include a second menu for inputting at least one user input such as a temperature input, a pressure input, an impurity structure and a defect structure addition, an energy correction, an electronic structure analysis and an execution, and a second menu for visualizing a graph of thermodynamic energies of the impurity structure And a second user interface providing a third visualization window for visualizing the concentration of the thermodynamic energy and the impurity structure in equilibrium.

또한 상기 제어부는, 상기 전자구조 분석에 대한 메뉴가 선택되면, 상태밀도(Density of State, DOS), 부분상태밀도(Partial Density of States, PDOS), 연계상태밀도(Joint Density of States, JDOS), 국소상태밀도(Local Density of States, LDOS), 파동함수(Wave Function, WF), 전하밀도(rho), 전하밀도의 변화(Drho), 스핀밀도(spin density), 광흡수스펙트럼 및 실행 중 적어도 하나의 사용자 입력을 입력하는 제3 메뉴와, 분석된 결과를 그래프로 시각화하는 제4 시각화 윈도우와, 원자를 선택 또는 조작하거나 원자구조를 시각화하는 제5 시각화 윈도우를 제공하는 제3 사용자 인터페이스를 출력하도록 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the menu for the electronic structure analysis is selected, the control unit may select one of a Density of State (DOS), a Partial Density of States (PDOS), a Joint Density of States (JDOS) At least one of a local density of states (LDOS), a wave function (WF), a charge density (rho), a change in charge density (Drho), a spin density, A third visualization window for visualizing the analyzed result as a graph, and a third user interface for providing a fifth visualization window for selecting or manipulating atoms or visualizing the atomic structure .

본 발명에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법은, 컴퓨팅 장치를 기반으로 고체상 물질에서 호스트 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는 단계, 상기 입력받은 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하는 단계, 상기 생성된 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 에너지를 산출하는 단계, 상기 산출된 에너지를 기초로 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출하는 단계, 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 높은 경우, 이웃하는 불순물 및 결함을 페르미 준위 기준으로 재설정하여 상기 산출된 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 재산출하는 단계, 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조 중 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산의 정확도보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조 및 결함 구조가 있는 경우, 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산보다 높은 정확도를 가진 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 재산출하는 단계, 상기 산출되거나 재산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정하는 단계 및 상기 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석하는 단계를 포함한다.The method for calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material according to the present invention includes the steps of receiving a user input including information of a substance of a host material and an impurity in a solid phase material on the basis of a computing device, Generating at least a part of the impurity structure and the defect structure, calculating the energy of the generated impurity structure and the defect structure, calculating the thermodynamic energy of the impurity structure and the defect structure based on the calculated energy , Resetting the neighboring impurities and defects on the basis of the Fermi level when the concentration of the impurity structure and the concentration of the defect structure is higher than a preset reference value to release the calculated thermodynamic energy of the impurity structure and the defect structure, And the thermodynamic energy of the defect structure Of the impurity structure and the defect structure using a first principle total energy calculation method having a higher accuracy than the calculation of the thermodynamic energy when there is an impurity structure and a defect structure which require a higher accuracy than the calculation accuracy of the calculation Determining the type and concentration of the specific impurity structure and the specific defect structure based on the calculated or re-calculated thermodynamic energy, and analyzing characteristics of the determined specific impurity structure and the specific defect structure .

본 발명에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법은, 컴퓨팅 장치를 기반으로 고체상 물질에서 호스트 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는 단계, 상기 입력받은 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하는 단계, 상기 생성된 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 에너지를 산출하는 단계, 상기 산출된 에너지를 기초로 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출하는 단계, 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 높은 경우, 이웃하는 불순물 및 결함을 페르미 준위 기준으로 재설정하여 상기 산출된 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 재산출하는 단계, 상기 산출되거나 재산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정하는 단계 및 상기 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석하는 단계를 포함한다.The method for calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material according to the present invention includes the steps of receiving a user input including information of a substance of a host material and an impurity in a solid phase material on the basis of a computing device, Generating at least a part of the impurity structure and the defect structure, calculating the energy of the generated impurity structure and the defect structure, calculating the thermodynamic energy of the impurity structure and the defect structure based on the calculated energy Resetting the neighboring impurities and defects on the basis of the Fermi level to restore the calculated thermodynamic energies of the impurity structure and the defect structure when the concentration of the impurity structure and the concentration of the defect structure is higher than a preset reference, Based on the re-calculated thermodynamic energies, Impurities structure and determining the type and concentration of a specific defect structure, and a step of analyzing the structure of the specific impurity and the properties of the specific defect structure determined.

본 발명에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법은, 컴퓨팅 장치를 기반으로 고체상 물질에서 호스트 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는 단계, 상기 입력받은 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하는 단계, 상기 생성된 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 에너지를 산출하는 단계, 상기 산출된 에너지를 기초로 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출하는 단계, 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조 중 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산의 정확도보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조 및 결함 구조가 있는 경우, 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산보다 높은 정확도를 가진 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 재산출하는 단계, 상기 산출되거나 재산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정하는 단계 및 상기 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석하는 단계를 포함한다.The method for calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material according to the present invention includes the steps of receiving a user input including information of a substance of a host material and an impurity in a solid phase material on the basis of a computing device, Generating at least a part of the impurity structure and the defect structure, calculating the energy of the generated impurity structure and the defect structure, calculating the thermodynamic energy of the impurity structure and the defect structure based on the calculated energy A first principle total energy having a higher accuracy than the calculation that calculates the thermodynamic energy when the impurity structure and the defect structure have an impurity structure and a defect structure which require higher accuracy than the calculation accuracy of the calculation of the thermodynamic energy, The impurity structure Determining the type and concentration of the specific impurity structure and the specific defect structure based on the calculated or re-calculated thermodynamic energy, and determining the characteristics of the specific impurity structure and the specific defect structure Lt; / RTI >

본 발명에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법 및 이를 지원하는 전자 장치에 의하면, 고체상 물질 내부에서 주어진 외부환경으로 인해 발생되는 점결함이 물성에 미치는 영향을 예측할 수 있다.According to the method for calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material and the electronic device supporting the same in the solid phase material according to the present invention, it is possible to predict the influence of the point defect caused by the given external environment in the solid phase material on the physical properties.

또한, 물성 변화를 위해 도핑한 불순물 및 비의도적으로 도핑된 불순물 또는 자연발생된 결함의 영향을 예측할 수 있다.In addition, the influence of doped impurities and unintentionally doped impurities or naturally occurring defects can be predicted for property changes.

또한, 고농도 도핑 상황을 정확하게 모사하고, 계산 효율과 정확도의 균형을 맞출 수 있다.In addition, it is possible to accurately simulate a high concentration doping situation and to balance calculation efficiency and accuracy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 시각화 윈도우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 시각화 윈도우를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 시각화 윈도우를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material according to the embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material according to another embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material according to another embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a first user interface according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a second user interface according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a second visualization window according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a third user interface according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a third visualization window according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a fourth visualization window according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals as used in the appended drawings denote like elements, unless indicated otherwise. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather obvious or understandable to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전자 장치(10)는 고체상 물질 내부에서 주어진 외부환경으로 인해 발생되는 점결함(point defect)이 물성에 미치는 영향을 예측한다. 전자 장치(10)는 물성 변화를 위해 도핑한 불순물 및 비의도적으로 도핑된 불순물 또는 자연발생된 결함의 영향을 예측한다. 여기서, 불순물은 불순물과 점결함을 통틀어 사용될 수 있다.Referring to Figure 1, the electronic device 10 predicts the effect of point defects caused by a given external environment within a solid phase material on physical properties. The electronic device 10 predicts the effect of doped and unintentionally doped impurities or naturally occurring defects for property changes. Here, impurities can be used together with impurities and point defects.

전자 장치(10)는 고농도 도핑 상황을 정확하게 모사하고, 계산 효율과 정확도의 균형을 맞춘다. 전자 장치는 데스트톱, 랩톱, 태블릿 PC, 핸드헬드 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 전자 장치(10)는 입력부(11), 제어부(13), 출력부(15) 및 저장부(17)를 포함한다.The electronic device 10 accurately simulates the high concentration doping situation and balances calculation efficiency and accuracy. The electronic device may be a computing device such as a desktop, a laptop, a tablet PC, a handheld, and the like. The electronic device 10 includes an input unit 11, a control unit 13, an output unit 15, and a storage unit 17.

입력부(11)는 고체상 물질에서 호스트(host) 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는다. 즉, 입력부(11)는 호스트 물질, 불순물 및 결함의 물질정보, 호스트 물질의 크기, 불순물 구조, 결함 구조, 기준물질 등과 같이 불순물 구조 및 결함 구조에 대한 특성을 분석하는데 필요한 입력값을 입력받는다.The input unit 11 receives a user input including information on a substance of a host material and impurities in a solid-phase material. That is, the input unit 11 receives input values necessary for analyzing characteristics of the impurity structure and the defect structure such as host material, impurity and defect material information, host material size, impurity structure, defect structure, reference material and the like.

제어부(13)는 입력부(11)에서 수신된 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성한다. 즉, 제어부(13)는 사용자 입력에 따라 불순물 구조 및 결함 구조의 일부 또는 불순물 구조 및 결함 구조의 전부를 생성할 수 있다. The control unit 13 generates at least a part of the impurity structure and the defect structure according to the user input received at the input unit 11. [ That is, the control unit 13 may generate a part of the impurity structure and the defect structure or all of the impurity structure and the defect structure according to the user's input.

이 때, 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하기 전에 입력부(11)에서 입력된 가능한 불순물 및 결함의 종류를 기초로 불순물 및 결함의 기준물질을 정의한다. 여기서, 기준물질은 도핑 물질의 기준이 되는 물질을 의미한다. 제어부(13)는 불순물 및 결함의 기준물질을 후술되는 저장부(17)에 저장된 데이터를 불러와서 정의할 수 있다.At this time, the control unit 13 defines a reference material of impurities and defects based on the types of possible impurities and defects input from the input unit 11 before generating the impurity structure and the defect structure. Herein, the reference material refers to a substance which is a standard for a doping substance. The control unit 13 can refer to the reference material of impurities and defects by calling up the data stored in the storage unit 17 described later.

제어부(13)는 생성된 불순물 구조 및 결함 구조의 에너지를 산출하고, 산출된 에너지를 기초로 각 구조의 열역학적 에너지를 산출한다. 이 때, 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조의 종류가 충분한지 판단을 하고, 만약 불충분한 경우, 불순물 구조 및 결함 구조를 추가적으로 생성할 수 있다. 여기서, 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조 중 어느 하나의 구조만 불충분한 경우, 불충분한 구조만을 추가할 수 있다. The control unit 13 calculates the energy of the generated impurity structure and the defect structure, and calculates the thermodynamic energy of each structure based on the calculated energy. At this time, the controller 13 determines whether the kind of the impurity structure and the defect structure is sufficient, and if it is insufficient, the impurity structure and the defect structure can be additionally generated. Here, if any one of the impurity structure and the defect structure is insufficient, the control section 13 can add only an insufficient structure.

제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 높은 경우, 이웃한 불순물 및 결함 사이의 상호작용을 통해 열역학적 에너지를 재산출한다. 즉, 제어부(13)는 이웃한 불순물 및 결함 상의 전자 이동을 이용하여 열역학적 에너지를 보정한다. 예를 들면, 제어부(13)는 이웃한 불순물 및 결함을 페르미 준위 기준으로 재설정하여 이전에 산출된 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 재산출한다. 여기서, 기 설정된 기준은 0.01 atm% 내지 10 atm% 일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 atm% 이상일 수 있다.When the concentration of the impurity structure and the defect structure is higher than a predetermined reference, the control section 13 recalculates the thermodynamic energy through the interaction between the neighboring impurities and the defect. That is, the control unit 13 corrects the thermodynamic energy using the electron movement on the neighboring impurities and defects. For example, the control unit 13 re-calculates the thermodynamic energies of the previously calculated impurity structure and the defect structure by resetting the neighboring impurities and defects to the Fermi level reference. Here, the predetermined reference may be 0.01 atm% to 10 atm%, preferably 0.1 atm% or more.

또한 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조 중 열역학적 에너지를 산출한 계산의 정확도보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조 및 결함 구조가 있는 경우, 열역학적 에너지를 산출한 계산보다 높은 정확도를 가진 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 열역학적 에너지를 재산출한다. 여기서, 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조 및 결함 구조는 빈도수가 높은 불순물 구조 및 결함 구조일 수 있다. 이를 통해, 제어부(13)는 선택적으로 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지에 대한 계산을 할 수 있다. 즉, 제어부(13)는 보다 정밀한 계산이 필요한 불순물 구조 및 결함 구조에 대해 정밀한 계산을 수행할 수 있다.In addition, the control unit 13 may be configured so that, when there is an impurity structure and a defect structure that require higher accuracy than the accuracy of the calculation of the thermodynamic energy among the impurity structure and the defect structure, The thermodynamic energy is re-calculated using the energy calculation method. Here, the impurity structure and the defect structure, which require high accuracy, can be a highly dense impurity structure and a defect structure. Thereby, the control unit 13 can selectively calculate the thermodynamic energies of the impurity structure and the defect structure. That is, the control unit 13 can perform accurate calculations on the impurity structure and the defect structure that require more precise calculation.

제어부(13)는 산출되거나 재산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정한다. 여기서, 특정 불순물 구조는 불순물 구조 중 빈도수가 높은 불순물 구조이고, 특정 결함 구조는 결함 구조 중 빈도수가 높은 결함 구조일 수 있다. 즉, 제어부(13)는 불순물 구조 중 빈도수가 높은 불순물 구조 및 결함 구조 중 빈도수가 높은 결함 구조에 대한 종류 및 농도를 결정할 수 있다. The control unit 13 determines the type and concentration of the specific impurity structure and the specific defect structure based on the calculated or recalculated thermodynamic energy. Here, the specific impurity structure may be an impurity structure having a high frequency number among the impurity structures, and the specific defect structure may be a defect structure having a high frequency among the defect structures. That is, the control unit 13 can determine the type and concentration of the impurity structure having a high frequency among the impurity structures and the defect structure having a high frequency among the defect structures.

제어부(13)는 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석한다. 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조에 대해 전자, 광학, 화학적 특성을 분석할 수 있다.The control unit 13 analyzes characteristics of the determined specific impurity structure and the specific defect structure. The control unit 13 can analyze the electronic, optical, and chemical characteristics of the impurity structure and the defect structure.

출력부(15)는 전자 장치(10)를 수행하기 위한 사용자 인터페이스를 출력한다. 따라서, 출력부(15)는 사용자 인터페이스를 통해 제어부(13)에서 분석된 불순물 구조 및 결함 구조의 특성을 사용자에게 제공을 한다. 출력부(15)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 출력부(15)가 터치스크린 기능을 구비하게 되면, 출력부(15)는 입력부(11)의 역할을 수행할 수 있다.The output unit 15 outputs a user interface for performing the electronic device 10. Accordingly, the output unit 15 provides the characteristics of the impurity structure and the defect structure analyzed by the control unit 13 to the user through the user interface. The output unit 15 may be a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED) display, and a 3D display. In particular, when the output unit 15 has a touch screen function, the output unit 15 can serve as the input unit 11. [

저장부(17)는 입력부(11)에서 입력된 사용자 입력 및 제어부(13)에서 산출되거나 분석된 데이터가 저장된다. 특히, 저장부(17)에 저장된 데이터는 제어부(13)에 의해 불러질 수 있다. 저장부(17)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. The storage unit 17 stores the user input inputted from the input unit 11 and the data calculated or analyzed by the control unit 13. In particular, the data stored in the storage unit 17 can be called up by the control unit 13. The storage unit 17 may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (for example, SD or XD memory) (Random Access Memory), a static random access memory (SRAM), a read-only memory (ROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a programmable read-only memory (PROM) A magnetic disk, and / or an optical disk.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material according to the embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법은 불순물이 고농도로 첨가된 상황에서 불순물의 영향을 예측하고, 계산의 정확도와 효율성을 향상시킬수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material can predict the influence of the impurity and improve the accuracy and efficiency of the calculation in the case where the impurity is added at a high concentration.

S101단계에서, 호스트 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는다. 입력부(11)는 호스트 물질의 결정구조를 생성, 결정구조 파일을 업로드 및 저장부(17)에 저장된 결정구조를 불러오기를 수행하는 사용자 입력을 입력받는다. 여기서, 입력부(11)는 불순물이 도핑된 경우에만 불순물에 대한 사용자 입력을 입력받을 수 있다. In step S101, a user input including the substance information of the host material and the impurity is input. The input unit 11 receives a user input for generating a crystal structure of a host material and for loading a crystal structure file and for loading a crystal structure stored in the storage unit 17. [ Here, the input unit 11 can receive a user input for the impurity only when the impurity is doped.

예를 들면, 이산화 타이타늄(TiO2)에 텅스텐(W)를 도핑하는 경우, 입력부(11)는 호스트 물질이 TiO2로 선택되는 사용자 입력을 수신하고, 불순물이 W로 선택되는 사용자 입력을 수신할 수 있다.For example, when tungsten (W) is doped to titanium dioxide (TiO 2 ), input 11 receives a user input whose host material is selected as TiO 2 and receives a user input whose dopant is selected as W .

S103단계에서, 호스트 물질의 크기를 결정하는 입력을 입력받는다. 입력부(11)는 호스트 물질이 선택된 다음 선택된 호스트 물질의 크기를 설정하는 사용자 입력을 입력받는다. 예를 들면, 입력부(11)는 1nm × 1nm ×1nm의 크기로 설정된 사용자 입력을 입력받을 수 있다.In step S103, an input for determining the size of the host material is input. The input unit 11 receives a user input for setting the size of the selected host material after the host material is selected. For example, the input unit 11 can receive a user input set to a size of 1 nm x 1 nm x 1 nm.

S105단계에서, 가능한 불순물 및 결함의 종류에 대한 입력을 받는다. 입력부(11)는 불순물 및 결함의 종류를 선택하거나, 새롭게 종류를 생성하는 사용자 입력을 입력받는다. 예를 들면, 입력부(11)는 불순물의 인터스티셜(interstitial)이나 치환구조, 호스트 물질의 원자 공백, 안티사이트(antisite), 인터스티셜, 이러한 구조들의 조합 등을 입력받을 수 있다.In step S105, an input is made for possible impurities and types of defects. The input unit 11 selects a type of impurities and defects, or receives a user input for generating a new type. For example, the input section 11 may receive interstitial or substitutional structures of impurities, atomic vacancies of host materials, antisites, interstitials, combinations of such structures, and the like.

여기서, 입력부(11)는 일부 또는 전체에 대한 불순물 및 결함의 종류에 대한 사용자 입력을 수신할 수 있다.Here, the input unit 11 can receive user input for the type of impurities and defects for some or all of them.

S107단계에서, 불순물 및 결함의 기준물질을 정의한다. 제어부(13)는 불순물 및 결함에 대한 기준이 되는 기준물질을 정의한다. 이 때, 제어부(13)는 입력부(11)로부터 사용자 입력을 수신하여 기준물질을 선택하거나 자동으로 선택하여 정의할 수 있다. 예를 들면, TiO2에 W를 도핑하는 경우, W가 도핑된 구조, Ti와 O의 결함 구조 및 이들의 복합구조를 고려하고, W, O, Ti의 기준물질은 각각 W금속, WO3고체, O2분자, Ti금속, TiO2고체가 될 수 있다. In step S107, reference materials of impurities and defects are defined. The control unit 13 defines a reference material to be a reference for impurities and defects. At this time, the control unit 13 can select a reference material or automatically select and define a reference material by receiving a user input from the input unit 11. For example, when W is doped in TiO 2 , the W, O, and Ti reference materials are W metal, WO 3 solid , O 2 molecules, Ti metals, TiO 2 solids.

S109단계에서, 불순물 및 결함의 기준물질에 대한 에너지를 산출한다. 제어부(13)는 기준물질의 에너지를 산출하거나 저장부(17)에 저장된 데이터로부터 각 원소들의 화학 퍼텐셜(chemical potential)을 산출한다.In step S109, the energy for the reference material of impurities and defects is calculated. The control unit 13 calculates the energy of the reference material or the chemical potential of each element from the data stored in the storage unit 17. [

S111단계에서, 불순물 구조 및 결함 구조를 생성한다. 제어부(13)는 입력부(11)에서 입력받은 불순물 구조 및 결함 구조에 대한 사용자 입력을 기초로 불순물 구조 및 결함 구조의 일부 또는 전체를 생성한다. 즉, 불순물 구조 및 결함 구조의 일부에 대한 정보만을 포함한 사용자 입력을 입력받은 경우, 제어부(13)는 사용자 입력에 따라 불순물 구조 및 결함 구조의 일부만을 생성하고, 불순물 구조 및 결함 구조의 나머지를 자동으로 생성한다. 또한 불순물 구조 및 결함 구조의 전체에 대한 정보를 포함한 사용자 입력을 입력받은 경우, 제어부(13)는 사용자 입력에 따라 불순물 구조의 전체를 생성한다.In step S111, an impurity structure and a defect structure are generated. The control unit 13 generates a part or the whole of the impurity structure and the defect structure based on the user input of the impurity structure and the defect structure received from the input unit 11. [ That is, when a user input including only information on a part of the impurity structure and the defect structure is inputted, the control unit 13 generates only a part of the impurity structure and the defect structure according to the user's input, and the rest of the impurity structure and the defect structure is automatically . When a user input including information on the whole of the impurity structure and the defect structure is inputted, the control unit 13 generates the entire impurity structure according to the user's input.

이 때, 제어부(13)는 각 도핑 및 결함의 구조에 하전되는 전하량을 설정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(13)는 전하량을 -2, -1, 0, 1, 2로 설정할 수 있다.At this time, the control unit 13 can set the charge amount charged in each doping and defect structure. For example, the control unit 13 can set the charge amounts to -2, -1, 0, 1, and 2.

S113단계에서, 불순물 구조 및 결함 구조의 에너지를 산출한다. 제어부(13)는 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 각 불순물 구조 및 결함 구조의 총에너지를 산출할 수 있다. 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조를 독립적으로 계산할 수 있다.In step S113, the energy of the impurity structure and the defect structure is calculated. The control unit 13 can calculate the total energy of each impurity structure and the defect structure by using the first principle total energy calculation method. The control unit 13 can independently calculate the impurity structure and the defect structure.

S115단계에서, 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출한다. 제어부(13)는 입력부(11)로부터 온도 및 압력에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보를 기초로 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출한다. 제어부(13)는 각 구조의 열역학적 에너지를 열역학적 변수에 대한 함수를 기초로 산출할 수 있다. 예를 들면, 제어부(13)는 온도 및 압력에 따른 각 원소의 화학 퍼텐셜을 산출하여 각 구조의 열역학적 에너지를 산출할 수 있다. 여기서, 압력은 주변 기체의 압력을 의미하며, 산소분압, 질소분압 등일 수 있다.In step S115, the thermodynamic energies of the impurity structure and the defect structure are calculated. The control unit 13 receives information on temperature and pressure from the input unit 11, and calculates thermodynamic energies of the impurity structure and the defect structure based on the received information. The controller 13 can calculate the thermodynamic energy of each structure based on a function for a thermodynamic parameter. For example, the controller 13 may calculate the chemical potentials of the respective elements according to the temperature and the pressure to calculate the thermodynamic energy of each structure. Here, the pressure means the pressure of the surrounding gas, and may be an oxygen partial pressure, a nitrogen partial pressure, or the like.

S117단계에서, 불순물 구조 및 결함 구조의 종류가 충분한지 판단한다. 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조의 종류가 기 설정된 기준보다 충분하지 않다고 판단하는 경우, 불순물 구조 및 결함 구조를 추가할 수 있다. 즉, 제어부(13)는 불순물 구조의 종류가 기 설정된 기준보다 충분하지 않다고 판단하는 경우, S111단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 재수행할 수 있다. 여기서, 제어부(13)는 사용자 입력에 따라 S111단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 재수행할 수도 있다.In step S117, it is determined whether the types of the impurity structure and the defect structure are sufficient. The control unit 13 may add the impurity structure and the defect structure when determining that the types of the impurity structure and the defect structure are not more than predetermined criteria. That is, if the controller 13 determines that the kind of the impurity structure is not more than the pre-set criterion, the control unit 13 may branch to the step before step S111 and re-execute the following procedure. Here, the control unit 13 branches to the step before step S111 according to the user input, and may re-execute the following procedure.

S119단계에서, 불순물 구조 및 결함 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 낮은지 판단한다. 제어부(13)는 평형상태에서 불순물 구조 및 결함 구조의 에너지가 전체 물질의 전하 중성조건으로 결정되는 것을 이용하여 불순물 구조 및 결함 구조의 농도를 산출한다. 제어부(13)는 평형상태에서의 에너지를 맥스웰-볼츠만 분포(Maxwell-Boltzmann distribution) 또는 페르미-디랙의 분포함수(Fermi-Dirac distribution function)에 적용하여 불순물 구조 및 결함 구조의 농도를 산출할 수 있다.In step S119, it is determined whether the concentration of the impurity structure and the defect structure is lower than a preset reference. The control unit 13 calculates the concentration of the impurity structure and the defect structure by using the fact that the energy of the impurity structure and the defect structure is determined as the charge neutral condition of the whole material in the equilibrium state. The control unit 13 can calculate the concentration of the impurity structure and the defect structure by applying the energy in the equilibrium state to the Maxwell-Boltzmann distribution or the Fermi-Dirac distribution function .

제어부(13)는 불순물 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 높은 경우, S121단계를 수행하여 불순물 구조의 열역학적 에너지를 보정을 하고, 아닌 경우, S121단계를 수행하지 않고 S123단계를 수행한다. 여기서, 기 설정된 기준은 0.01 atm% 내지 10 atm% 일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 atm% 이상일 수 있다.If the concentration of the impurity structure is higher than the predetermined reference, the controller 13 performs the step S121 to correct the thermodynamic energy of the impurity structure. Otherwise, the controller 13 performs the step S123 without performing the step S121. Here, the predetermined reference may be 0.01 atm% to 10 atm%, preferably 0.1 atm% or more.

S121단계에서, 이웃한 불순물 및 결함 사이의 상호작용을 통해 열역학적 에너지를 재산출한다. 제어부(13)는 이웃한 불순물 및 결함 상의 전자 이동을 이용하여 열역학적 에너지를 보정한다. 예를 들면, 제어부(13)는 이웃한 불순물 및 결함을 페르미 준위 기준으로 재설정하여 열역학적 에너지를 재산출할 수 있다. In step S121, the thermodynamic energy is re-calculated through the interaction between adjacent impurities and defects. The controller 13 corrects the thermodynamic energy using the electron movement on the neighboring impurities and defects. For example, the control unit 13 can re-energize the thermodynamic energy by resetting the neighboring impurities and defects to the Fermi level reference.

S123단계에서, 불순물 구조 및 결함 구조에 대한 계산의 정확도가 충분하지 판단한다. 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조에 대한 계산의 정확도가 충분하지 않다고 판단하는 경우, S125단계를 수행하여 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 보정하고, 아닌 경우, S125단계를 수행하지 않고 S127단계를 수행한다. 여기서, 계산의 정확도가 충분하지 않은 경우는 불순물 구조 및 결함 구조 중 열역학적 에너지를 산출한 계산의 정확도보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조 및 결함 구조가 있는 경우일 수 있다.In step S123, the accuracy of the calculation for the impurity structure and the defect structure is judged to be sufficient. If it is determined that the accuracy of the calculation of the impurity structure and the defect structure is not sufficient, the control unit 13 performs the step S125 to correct the thermodynamic energy of the impurity structure and the defect structure. Otherwise, the control unit 13 proceeds to S127 . Here, when the accuracy of the calculation is not sufficient, there may be a case where there are an impurity structure and a defect structure which require higher accuracy than the accuracy of the calculation of the thermodynamic energy among the impurity structure and the defect structure.

S125단계에서, 보다 높은 정확도를 가진 제일원리 총 에너지 계산법을 이용하여 열역학적 에너지를 재산출한다. 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조 중 열역학적 에너지를 산출한 계산의 정확도보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조 및 결함 구조를 선택하여 열역학적 에너지를 산출한 계산보다 높은 정확도를 가진 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 열역학적 에너지를 재산출한다. 여기서, 보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조 및 결함 구조는 불순물 구조 및 결함 구조 중 빈도수가 높은 불순물 구조 및 결함 구조일 수 있다. 따라서, 제어부(13)는 불순물 구조 및 결함 구조 중 빈도수가 높은 불순물 구조 및 결함 구조를 선택하고, 선택한 불순물 구조 및 결함 구조에 대해 높은 정확도의 계산을 수행할 수 있다. 또한 제어부(13)는 열역학적 에너지에 대한 보정항을 추가할 수 있다.In step S125, the thermodynamic energy is recalculated using the first principles total energy calculation method with higher accuracy. The controller 13 selects the impurity structure and the defect structure that require higher accuracy than the calculation accuracy of the computation of the thermodynamic energy among the impurity structure and the defect structure and selects the first principle total energy calculation method with higher accuracy than the calculation that calculates the thermodynamic energy To recalculate the thermodynamic energy. Here, the impurity structure and the defect structure that require higher accuracy may be impurity structures and defect structures having a higher frequency of the impurity structure and the defect structure. Therefore, the control unit 13 can select the impurity structure and the defect structure having a high frequency among the impurity structure and the defect structure, and can perform the calculation with high accuracy for the selected impurity structure and defect structure. Further, the control unit 13 may add a correction term for the thermodynamic energy.

S127단계에서, 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정한다. 여기서, 특정 불순물 구조는 불순물 구조 중 빈도수가 높은 불순물 구조이고, 특정 결함 구조는 결함 구조 중 빈도수가 높은 결함 구조일 수 있다. 즉, 제어부(13)는 불순물 구조 중 빈도수가 높은 불순물 구조 및 결함 구조 중 빈도수가 높은 결함 구조에 대한 종류 및 농도를 결정할 수 있다. 이 때, 제어부(13)는 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정을 사용자 입력에 따라 결정할 수 있다.In step S127, the specific impurity structure and the type and concentration of the specific defect structure are determined. Here, the specific impurity structure may be an impurity structure having a high frequency number among the impurity structures, and the specific defect structure may be a defect structure having a high frequency among the defect structures. That is, the control unit 13 can determine the type and concentration of the impurity structure having a high frequency among the impurity structures and the defect structure having a high frequency among the defect structures. At this time, the control unit 13 can determine the specific impurity structure and the type and concentration of the specific defect structure according to the user's input.

S129단계에서, 주요 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 분석을 한다. 제어부(13)는 상태밀도(Density of State, DOS), 부분상태밀도(Partial Density of States, PDOS), 연계상태밀도(Joint Density of States, JDOS), 국소상태밀도(Local Density of States, LDOS), 파동함수(Wave Function, WF), 전하밀도(rho), 전하밀도의 변화(Delta rho, Drho), 스핀밀도(spin density) 및 광흡수스펙트럼 중 적어도 하나의 분석을 수행할 수 있다. 제어부(13)는 분석된 결과를 출력부(15)에서 출력할 수 있도록 설정할 수 있다.In step S129, characteristics of the main impurity structure and the defect structure are analyzed. The control unit 13 may be configured to perform various functions such as a Density of State (DOS), a Partial Density of States (PDOS), a Joint Density of States (JDOS), a Local Density of States At least one of a wave function (WF), a charge density (rho), a change in charge density (Delta rho, Drho), a spin density and a light absorption spectrum. The control unit 13 can set the analyzed result to be output from the output unit 15.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining a method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid-state material according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the impurity structure and the defect structure Fig. 8 is a diagram for explaining a method of calculating the characteristics of the first embodiment.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법은 사용되는 환경에 따라 다양한 방법으로 변형을 줄 수 있다. Referring to FIGS. 2 to 4, the method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material may be modified in various ways depending on the environment in which it is used.

도 3에 도시된 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법(S201단계 내지 S225단계)은 도 2에 도시된 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법(S101단계 내지 S129단계)에서 S123단계 및 S125단계를 제외한 방법으로써, 계산의 정확도가 높은 경우 사용될 수 있다. 이를 통해, 도 3의 방법은 정확도 판단 및 보정으로 발생되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.The method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material shown in Fig. 3 (steps S201 to S225) is the same as that of the method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid phase material shown in Fig. 2 (steps S101 to S129) If the calculation accuracy is high, it is possible to use the method excluding steps S123 and S125. In this way, the method of FIG. 3 can save time and cost incurred in accuracy determination and correction.

또한 도 4에 도시된 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법(S301단계 내지 S325단계)은 도 2에 도시된 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법(S101단계 내지 S129단계)에서 S119단계 및 S121단계를 제외한 방법으로써, 불순물 구조의 농도가 저농도일 경우 사용될 수 있다. 이를 통해, 도 4의 방법은 불순물 구조의 농도에 대한 판단 및 보정으로 발생되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.The method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid-state material shown in FIG. 4 (steps S301 to S325) is a method of calculating the characteristics of the impurity structure and the defect structure in the solid-state material shown in FIG. 2 (steps S101 to S129) , Except for the steps S119 and S121, can be used when the concentration of the impurity structure is low. Thus, the method of FIG. 4 can reduce the time and cost incurred by judging and correcting the concentration of the impurity structure.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a first user interface according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 5를 참조하면, 제1 사용자 인터페이스(50)는 계산에 필요한 변수에 대한 사용자 입력을 수신하도록 제공하는 사용자 인터페이스이다. 제1 사용자 인터페이스(50)는 제어부(13)로부터 출력되도록 설정되어 출력부(15)를 통해 출력될 수 있다. 제1 사용자 인터페이스(50)는 제1 메뉴(51) 및 제1 시각화 윈도우(58)로 구분된다.Referring to Figures 1 and 5, the first user interface 50 is a user interface that provides for receiving user input for a variable required for calculation. The first user interface 50 may be set to be output from the control unit 13 and output through the output unit 15. The first user interface 50 is divided into a first menu 51 and a first visualization window 58.

제1 메뉴(51)는 페이지의 왼쪽에 형성되고, 각 사용자 입력을 입력할 수 있도록 메뉴별로 분류된다. 제1 메뉴(51)는 호스트 물질 입력(52), 불순물 입력(53), 불순물 및 결함 구조 추가(54), 불순물 및 결함 구조 입력(55), 기준물질 입력(56) 및 실행(57)에 대한 메뉴를 포함한다.The first menu 51 is formed on the left side of the page and is categorized by menu so that each user input can be input. The first menu 51 includes the host material input 52, the impurity input 53, the impurity and defect structure addition 54, the impurity and defect structure input 55, the reference material input 56 and the execution 57 .

호스트 물질 입력(52)은 호스트 물질을 선택하거나 생성하는 메뉴이다. 호스트 물질 입력(52)은 크리스탈 빌더(crystal builder)를 이용하여 호스트 물질의 결정구조를 생성하거나, 사용자 입력으로 결정구조 파일을 업로드하거나, 저장부(17)에 저장된 결정구조를 불러와서 결정구조를 선택할 수 있는 기능을 지원한다. 또한 호스트 물질 입력(52)은 호스트 물질의 크기에 대한 설정하는 기능을 지원한다.The host material input 52 is a menu for selecting or generating a host material. The host material input 52 generates a crystal structure of the host material by using a crystal builder, uploads a crystal structure file to a user input, or invokes a crystal structure stored in the storage unit 17, Supports selectable functions. The host material input 52 also supports the function of setting the size of the host material.

불순물 입력(53)은 불순물을 선택하는 메뉴이다. 여기서, 불순물 입력(53)은 불순물이 도핑된 경우에만 입력을 하여 불순물을 선택하고, 불순물의 결함의 영향만을 보고자 할 경우에는 입력하지 않는다.The impurity input 53 is a menu for selecting impurities. Here, the impurity input 53 is inputted only when the impurity is doped, and is not inputted when it is desired to see only the influence of the impurity defect.

불순물 및 결함 구조 추가(54)는 불순물 구조, 불순물 구조에 대한 에너지, 결함 구조 및 결함 구조에 대한 에너지를 추가하는 메뉴이다. 불순물 및 결함 구조 추가(54)는 계산에 필요한 불순물 구조, 불순물 구조에 대한 에너지, 결함 구조 및 결함 구조에 대한 에너지 중 적어도 하나가 불충분한 경우, 불순물 구조. 불순물 구조에 대한 에너지, 결함 구조 및 결함 구조에 대한 에너지가 충분해지도록 추가하는 기능을 지원한다.The impurity and defect structure addition 54 is a menu that adds energy to the impurity structure, the energy for the impurity structure, the defect structure, and the defect structure. The impurity and defect structure addition (54), when at least one of the impurity structure required for the calculation, the energy for the impurity structure, the energy for the defect structure and the energy for the defect structure is insufficient, And supports the addition of sufficient energy for the impurity structure, energy for the defect structure and defect structure.

불순물 및 결함 구조 입력(55)은 불순물 구조 및 결함 구조를 선택하거나 생성하는 메뉴이다. 불순물 및 결함 구조 입력(55)은 불순물의 도핑 및 결함의 구조를 선택하거나 새롭게 생성하는 기능을 지원한다. 이 때, 불순물 구조 입력(55)은 불순물 구조 및 결함 구조의 일부 또는 전체에 대해 선택하거나 생성을 할 수 있다. 또한 불순물 및 결함 구조 입력(55)은 도핑 및 결함의 구조에 하전되는 전하량을 설정할 수 있다.The impurity and defect structure input 55 is a menu for selecting or generating the impurity structure and the defect structure. The impurity and defect structure input 55 supports the function of selecting or creating a new structure of doping and defect of impurities. At this time, the impurity structure input 55 can select or generate some or all of the impurity structure and the defect structure. The impurity and defect structure input 55 can also set the amount of charge that is applied to the structure of the doping and defect.

기준물질 입력(56)은 기준물질을 선택하는 메뉴이다. 기준물질 입력(56)은 불순물 및 결함의 기준이 되는 물질인 기준물질을 선택하는 기능을 지원한다. The reference material input 56 is a menu for selecting a reference material. The reference material input 56 supports the function of selecting a reference material which is a reference material of impurities and defects.

실행(57)은 선택된 내용을 실행하는 메뉴이다. 실행(57)은 각각의 내용이 독립적으로 실행하는 기능을 지원한다. 즉, 실행(57)은 각각의 내용이 선택될 때마다 독립적으로 실행할 수 있도록 실행(57)이 활성화되면, 각각의 경우에 해당되는 사항만을 실행한다.Execution (57) is a menu for executing the selected contents. Execution 57 supports a function in which each content executes independently. That is, the execution 57 executes only the items corresponding to the respective cases when the execution 57 is activated so that the contents can be independently executed each time the contents are selected.

제1 시각화 윈도우(58)는 페이지의 오른쪽에 형성되고, 제 1메뉴(51)을 통해 입력된 사항에 대해 시각적으로 표시한다. 제1 시각화 윈도우(58)는 원자를 선택하여 조작하거나 선택지에서 선택하는 기능을 지원한다. 또한 제1 시각화 윈도우(58)는 원자 구조를 시각화하여 사용자에게 시각효과를 제공할 수 있다.The first visualization window 58 is formed on the right side of the page, and visually displays the items entered through the first menu 51. [ The first visualization window 58 supports the function of selecting and manipulating atoms or selecting from an option. The first visualization window 58 may also visualize the atomic structure and provide visual effects to the user.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 시각화 윈도우를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining a second user interface according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view for explaining a second visualization window according to an embodiment of the present invention.

도 1, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 제2 사용자 인터페이스(60)는 불순물 구조의 열역학적 에너지를 산출하도록 제공하는 사용자 인터페이스이다. 제2 사용자 인터페이스(60)는 제1 사용자 인터페이스(50)의 실행(57)을 수행한 후 제공되며, 제어부(13)로부터 출력되도록 설정되어 출력부(15)를 통해 출력될 수 있다. 제2 사용자 인터페이스(60)는 제2 메뉴(61), 제2 시각화 윈도우(68) 및 제3 시각화 윈도우(69)로 구분된다.Referring to FIGS. 1, 5 to 7, the second user interface 60 is a user interface that provides the thermodynamic energy of the impurity structure to be calculated. The second user interface 60 is provided after execution 57 of the first user interface 50 and may be output from the control unit 13 and output through the output unit 15. The second user interface 60 is divided into a second menu 61, a second visualization window 68, and a third visualization window 69.

제2 메뉴(61)는 페이지의 왼쪽에 형성되고, 각 사용자 입력을 입력할 수 있도록 메뉴별로 분류된다. 제2 메뉴(61)는 온도 입력(62), 압력 입력(63), 불순물 구조 추가(64), 에너지 보정(65), 전자구조 분석(66) 및 실행(67)에 대한 메뉴를 포함한다.A second menu 61 is formed on the left side of the page and is categorized by menu so that each user input can be input. The second menu 61 includes menus for temperature input 62, pressure input 63, additive impurity structure 64, energy correction 65, electronic structure analysis 66 and execution 67.

온도 입력(62) 및 압력 입력(63)은 각각 온도와 압력에 대한 사용자 입력을 입력받는 메뉴이다. 온도 입력(62)은 주변 기체의 온도에 대한 사용자 입력을 입력하는 기능을 제공하고, 압력 입력(63)은 주변 기체의 압력에 대한 사용자 입력을 입력하는 기능을 제공한다. 특히, 압력 입력(63)은 산소분압, 질소분압 등의 압력 변수를 입력할 수 있다.The temperature input 62 and the pressure input 63 are menus for receiving user inputs for temperature and pressure, respectively. The temperature input 62 provides a function for inputting a user input for the temperature of the surrounding gas and the pressure input 63 provides a function for inputting a user input for the pressure of the surrounding gas. In particular, the pressure input 63 can input pressure parameters such as oxygen partial pressure and nitrogen partial pressure.

불순물 및 결함 구조 추가(64)는 제1 사용자 인터페이스(50)의 불순물 구조 추가(54)와 동일한 기능을 하는 메뉴이다. 즉, 불순물 및 결함 구조 추가(64)는 불순물 구조, 불순물 구조에 대한 에너지, 결함 구조 및 결함 구조에 대한 에너지를 추가하는 메뉴이다. The impurity and defect structure addition 64 is a menu having the same function as the addition of the impurity structure 54 of the first user interface 50. That is, the impurity and defect structure addition 64 is a menu that adds energy to the impurity structure, energy to the impurity structure, energy to the defect structure, and defect structure.

에너지 보정(65)은 불순물 및 결함의 열역학적 에너지를 보정 방법 여부 및 보정 방법을 선택하는 메뉴이다. 에너지 보정(65)은 불순물 구조 및 결함 구조의 농도가 고농도인 경우, 이웃한 불순물 및 결함 상의 전자 이동을 이용하여 열역학적 에너지를 보정하는 기능을 지원한다. 즉, 에너지 보정(65)은 이웃한 불순물 및 결함을 페르미 준위의 기준으로 재설정하여 열역학적 에너지를 산출할 수 있다. 또한 에너지 보정(65)은 정밀한 계산이 필요한 불순물 구조 및 결함 구조를 선택하고, 이에 대한 열역학적 에너지를 보다 정확한 제일원리 총에너지 계산법으로 산출하는 기능을 지원한다.The energy correction 65 is a menu for selecting whether or not to correct the thermodynamic energy of the impurities and defects and the correction method. The energy correction 65 supports the function of correcting the thermodynamic energy using the electron transfer on the neighboring impurities and defects when the concentration of the impurity structure and the defect structure is high. In other words, the energy correction 65 can calculate the thermodynamic energy by resetting the neighboring impurities and defects on the basis of the Fermi level. The energy correction 65 also supports the function of selecting the impurity structure and the defect structure which require precise calculation and calculating the thermodynamic energy therefrom by a more accurate first principles total energy calculation method.

전자구조 분석(66)은 불순물 구조 및 결함 구조의 특성을 분석하는 메뉴이다. 전자구조 분석(66)은 후술되는 불순물 구조의 열역학적 에너지 그래프에서 각 선을 선택한 후, 선택된 선에 대한 전자구조 분석을 할 수 있다. 여기서, 전자구조 분석(66)은 열역학적 에너지 그래프의 선을 선택해야지만 메뉴가 활성화될 수 있다.The electronic structure analysis (66) is a menu for analyzing the characteristics of the impurity structure and the defect structure. The electronic structure analysis 66 can select each line in the thermodynamic energy graph of the impurity structure to be described later, and then analyze the electronic structure of the selected line. Here, the electronic structure analysis 66 selects the line of the thermodynamic energy graph, but the menu can be activated.

실행(67)은 선택된 내용을 실행하는 메뉴이다. 실행(67)은 각각의 내용이 독립적으로 실행하는 기능을 지원한다. 즉, 실행(67)은 각각의 내용이 선택될 때마다 독립적으로 실행할 수 있도록 실행(67)이 활성화되면, 각각의 경우에 해당되는 사항만을 실행한다.Execution 67 is a menu for executing the selected contents. Execution 67 supports a function in which each content executes independently. That is, the execution 67 executes only the items corresponding to the respective cases when the execution 67 is activated so that the contents can be independently executed each time the contents are selected.

제2 시각화 윈도우(68)는 페이지의 오른쪽에 상단에 형성되고, 불순물 구조의 열역학적 에너지 그래프를 시각적으로 표시한다. 제2 시각화 윈도우(68)는 도 7에 도시된 바와 같이 페르미 준위의 함수로 표시될 수 있다. 특히, 제2 시각화 윈도우(68)에 도시된 그래프의 각 선들은 마우스나 터치스크린 등의 방법으로 선택이 될 수 있다.A second visualization window 68 is formed at the top right of the page and visually displays a graph of the thermodynamic energy of the impurity structure. The second visualization window 68 may be represented as a function of the Fermi level as shown in FIG. In particular, each line of the graph shown in the second visualization window 68 may be selected by a mouse, a touch screen, or the like.

제3 시각화 윈도우(69)는 페이지의 오른쪽 하단에 형성되고, 평형상태에서의 불순물 구조 및 결함 구조의 에너지와 불순물 농도를 시각적으로 표시한다. 제3 시각화 윈도우(69)는 제2 시각화 윈도우(68)에 도시된 그래프가 표시된 다음 실행(67)을 수행한 후 표시될 수 있다.The third visualization window 69 is formed at the bottom right of the page, and visually displays the impurity structure and the energy of the impurity structure and the impurity concentration in the equilibrium state. The third visualization window 69 may be displayed after performing the next execution 67 in which the graph shown in the second visualization window 68 is displayed.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 시각화 윈도우를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 시각화 윈도우를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a view for explaining a third user interface according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is a view for explaining a third visualization window according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram for explaining a fourth visualization window according to an embodiment.

도 1, 도 6 내지 도 10을 참조하면, 제3 사용자 인터페이스(80)는 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 분석을 제공하는 사용자 인터페이스이다. 제3 사용자 인터페이스(80)는 제2 사용자 인터페이스(60)의 전자구조 분석(66)을 수행한 후에 제공되며, 제어부(13)로부터 출력되도록 설정되어 출력부(15)를 통해 출력될 수 있다. 제3 사용자 인터페이스(80)는 제3 메뉴(81), 제4 시각화 윈도우(88) 및 제5 시각화 윈도우(89)로 구분된다.Referring to Figures 1, 6 to 10, the third user interface 80 is a user interface that provides characterization of the impurity structure and the defect structure. The third user interface 80 is provided after performing the electronic structure analysis 66 of the second user interface 60 and may be output from the control unit 13 and output through the output unit 15. The third user interface 80 is divided into a third menu 81, a fourth visualization window 88 and a fifth visualization window 89.

제3 메뉴(81)는 페이지의 왼쪽에 형성되고, 각 사용자 입력을 입력할 수 있도록 메뉴별로 분류된다. 제3 메뉴(81)는 상태밀도(82), 부분상태밀도/연계상태밀도(83), 국소상태밀도(84), 파동함수/전하밀도/전하밀도의 변화/스핀밀도(85), 광흡수스펙트럼(86) 및 실행(87)에 대한 메뉴를 포함한다. 즉, 제3 메뉴(81)는 사용자에게 제공되는 메뉴에 따라 불순물 구조 및 결함 구조의 전자구조와 특성에 대한 분석을 지원을 한다.A third menu 81 is formed on the left side of the page and is categorized by menu so that each user input can be input. The third menu 81 includes the state density 82, the partial state density / linked state density 83, the local state density 84, the variation of the wave function / charge density / charge density / spin density 85, And includes menus for spectrum 86 and run 87. That is, the third menu 81 supports the analysis of the electronic structure and characteristics of the impurity structure and the defect structure according to the menu provided to the user.

여기서, 제3 메뉴는 상태밀도, 부분상태밀도, 연계상태밀도, 국소상태밀도, 파동함수, 전하밀도, 전하밀도의 변화, 스핀밀도, 광흡수스펙트럼 및 실행 중 적어도 하나의 사용자 입력을 입력받거나 기본적으로 제공되는 값을 선택할 수 있다.Here, the third menu may be configured to receive at least one user input of a state density, a partial state density, a coupled state density, a local state density, a wave function, a charge density, a change in charge density, a spin density, Can be selected.

제4 시각화 윈도우(88)는 페이지의 오른쪽 상단에 형성되고, 불순물 구조 및 결함 구조의 전자구조와 특성에 대한 분석된 결과를 시각적으로 표시한다. 제4 시각화 윈도우(88)는 상태밀도(82), 부분상태밀도/연계상태밀도(83), 광흡수스펙트럼(86)에서 분석된 결과를 그래프로 표시한다. 예를 들면, 제4 시각화 윈도우(88)는 상태밀도를 도 9에 도시된 그래프가 표시될 수 있다.A fourth visualization window 88 is formed at the top right of the page and visually displays the analyzed results of the electronic structure and properties of the impurity and defect structures. The fourth visualization window 88 graphically displays the results analyzed at state density 82, partial state density / coupled state density 83, and light absorption spectrum 86. For example, the fourth visualization window 88 can be displayed with the graph shown in FIG. 9 for the density of states.

제5 시각화 윈도우(89)는 페이지의 오른쪽 하단에 형성되고, 불순물 구조 및 결함 구조의 전자구조와 특성에 대한 분석된 결과를 시각적으로 표시한다. 제5 시각화 윈도우(89)는 파동함수/전하밀도/전하밀도의 변화/스핀밀도(85)에서 분석된 결과를 원자 구조, 공간에서 정의되는 함수 및 물리량을 표시한다. 예를 들면, 제5 시각화 윈도우(89)는 도 10에 도시된 자기 모멘트(magnetic moment) 밀도가 표시될 수 있다.A fifth visualization window 89 is formed at the bottom right of the page and visually displays the analyzed results of the electronic structure and properties of the impurity and defect structures. The fifth visualization window 89 displays the results analyzed in the wave function / charge density / change in charge density / spin density 85 as atomic structure, function defined in space and physical quantity. For example, the fifth visualization window 89 can display the magnetic moment density shown in FIG.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 장치에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드디스크, ROM, RAM, CD-ROM, 하드 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer apparatus is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a hard disk, a ROM, a RAM, a CD-ROM, a hard disk, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, And the like.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

10: 전자 장치 11: 입력부
13: 제어부 15: 출력부
17: 저장부 50: 제1 사용자 인터페이스
51: 제1 메뉴 58: 제1 시각화 윈도우
60: 제2 사용자 인터페이스 61: 제2 메뉴
68: 제2 시각화 윈도우 69: 제3 시각화 윈도우
80: 제3 사용자 인터페이스 81: 제3 메뉴
88: 제4 시각화 윈도우 89: 제5 시각화 윈도우10: electronic device 11: input part
13: control unit 15: output unit
17: storage unit 50: first user interface
51: first menu 58: first visualization window
60: second user interface 61: second menu
68: second visualization window 69: third visualization window
80: Third user interface 81: Third menu
88: fourth visualization window 89: fifth visualization window

Claims (11)

고체상 물질에서 호스트(host) 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는 입력부; 및
상기 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하고, 상기 생성된 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 에너지를 산출하며, 상기 산출된 에너지를 기초로 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출하고, 상기 산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정하며, 상기 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 열역학적 에너지를 산출한 다음, 상기 불순물의 종류가 불충분하면 상기 불순물 구조를 추가로 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.An input unit for inputting a user input including material information of a host material and an impurity in a solid state material; And
Generating at least a part of the impurity structure and the defect structure in accordance with the user input, calculating the energy of the generated impurity structure and the defect structure, and calculating the energy of the impurity structure and the thermodynamic energy of the defect structure based on the calculated energy And a controller for determining the type and concentration of the specific impurity structure and the specific defect structure based on the calculated thermodynamic energy and analyzing the determined specific impurity structure and the characteristic of the specific defect structure,
Wherein,
And the impurity structure is further generated when the kind of the impurity is insufficient after the thermodynamic energy is calculated. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 불순물 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 높은 경우, 이웃하는 불순물을 페르미 준위 기준으로 재설정하여 상기 열역학적 에너지를 재산출하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein when the concentration of the impurity structure is higher than a predetermined reference, the neighboring impurities are reset to the Fermi level to restore the thermodynamic energy. 제 3항에 있어서,
상기 기 설정된 기준은 0.01 atm% 내지 10 atm% 인 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 3,
Wherein the predetermined reference is 0.01 atm% to 10 atm%. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 불순물 구조 중 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산의 정확도보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조가 있는 경우, 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산보다 높은 정확도를 가진 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 상기 열역학적 에너지를 재산출하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
If the impurity structure has an impurity structure that requires an accuracy higher than the accuracy of the calculation of the thermodynamic energy, the thermodynamic energy may be calculated using a first principle total energy calculation method having a higher accuracy than the calculation of the thermodynamic energy. Lt; / RTI > 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
호스트 물질 입력, 불순물 입력, 불순물 구조 및 결함 구조 입력, 불순물 구조 및 결함 구조 추가, 기준물질 입력 및 실행 중 적어도 하나의 사용자 입력을 입력하는 제1 메뉴와, 원자를 선택 또는 조작하거나 원자구조를 시각화하는 제1 시각화 윈도우를 제공하는 제1 사용자 인터페이스를 출력하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A first menu for inputting at least one user input of a host material input, an impurity input, an impurity structure and a defect structure input, an impurity structure and a defect structure addition, a reference material input and an execution, And to output a first user interface that provides a first visualization window to the first visualization window. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
온도 입력, 압력 입력, 불순물 구조 및 결함 구조 추가, 에너지 보정, 전자구조 분석 및 실행 중 적어도 하나의 사용자 입력을 입력하는 제2 메뉴와, 불순물 구조의 열역학적 에너지에 대한 그래프를 시각화하는 제2 시각화 윈도우와, 평형상태의 열역학적 에너지 및 불순물 구조의 농도를 시각화하는 제3 시각화 윈도우를 제공하는 제2 사용자 인터페이스를 출력하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A second menu for inputting at least one user input of temperature input, pressure input, addition of impurity and defect structure, energy correction, electronic structure analysis and execution, and a second visualization window for visualizing a graph of thermodynamic energies of the impurity structure And a second user interface providing a third visualization window for visualizing the concentration of the thermodynamic energy and the impurity structure in equilibrium. 제 7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전자구조 분석에 대한 메뉴가 선택되면, 상태밀도(Density of State, DOS), 부분상태밀도(Partial Density of States, PDOS), 연계상태밀도(Joint Density of States, JDOS), 국소상태밀도(Local Density of States, LDOS), 파동함수(Wave Function, WF), 전하밀도(rho), 전하밀도의 변화(Drho), 스핀밀도(spin density), 광흡수스펙트럼 및 실행 중 적어도 하나의 사용자 입력을 입력하는 제3 메뉴와, 분석된 결과를 그래프로 시각화하는 제4 시각화 윈도우와, 원자를 선택 또는 조작하거나 원자구조를 시각화하는 제5 시각화 윈도우를 제공하는 제3 사용자 인터페이스를 출력하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.8. The method of claim 7,
Wherein,
When the menu for the electronic structure analysis is selected, the Density of State (DOS), Partial Density of States (PDOS), Joint Density of States (JDOS), Local State Density Inputting at least one user input of a density of states (LDOS), a wave function (WF), a charge density (rho), a change in charge density (Drho), a spin density, A fourth visualization window for visualizing the analyzed result as a graph, and a third user interface for providing a fifth visualization window for selecting or manipulating atoms or visualizing the atomic structure. Lt; / RTI > 컴퓨팅 장치를 기반으로 고체상 물질에서 호스트 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는 단계;
상기 입력받은 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하는 단계;
상기 생성된 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 에너지를 산출하는 단계;
상기 산출된 에너지를 기초로 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출하는 단계;
상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 높은 경우, 이웃하는 불순물 및 결함을 페르미 준위 기준으로 재설정하여 상기 산출된 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 재산출하는 단계;
상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조 중 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산의 정확도보다 높은 정확도를 필요로 하는 불순물 구조 및 결함 구조가 있는 경우, 상기 열역학적 에너지를 산출한 계산보다 높은 정확도를 가진 제일원리 총에너지 계산법을 이용하여 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 재산출하는 단계;
상기 산출되거나 재산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석하는 단계;
를 포함하는 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법.Receiving a user input based on the computing device, the user input including material information of a host material and an impurity in a solid phase material;
Generating at least a part of an impurity structure and a defect structure according to the inputted user input;
Calculating the energy of the generated impurity structure and the defect structure;
Calculating thermodynamic energies of the impurity structure and the defect structure based on the calculated energy;
Resetting the neighboring impurities and defects on the basis of the Fermi level when the concentration of the impurity structure and the concentration of the defect structure is higher than a predetermined reference, thereby restoring the calculated thermodynamic energy of the impurity structure and the defect structure;
The first principle total energy calculation method having a higher accuracy than the calculation of the thermodynamic energy when there is an impurity structure and a defect structure that require higher accuracy than the accuracy of the calculation of the thermodynamic energy among the impurity structure and the defect structure Exposing the impurity structure and the thermodynamic energies of the defect structure by using the impurity structure;
Determining the type and concentration of the specific impurity structure and the specific defect structure based on the calculated or re-calculated thermodynamic energy; And
Analyzing characteristics of the determined specific impurity structure and the specific defect structure;
≪ / RTI > wherein the impurity structure and the defect structure are characterized in that: 컴퓨팅 장치를 기반으로 고체상 물질에서 호스트 물질 및 불순물의 물질정보를 포함하는 사용자 입력을 입력받는 단계;
상기 입력받은 사용자 입력에 따라 적어도 일부의 불순물 구조 및 결함 구조를 생성하는 단계;
상기 생성된 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 에너지를 산출하는 단계;
상기 산출된 에너지를 기초로 상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 열역학적 에너지를 산출하는 단계;
상기 불순물 구조 및 상기 결함 구조의 농도가 기 설정된 기준보다 높은 경우, 이웃하는 불순물 및 결함을 페르미 준위 기준으로 재설정하여 상기 산출된 불순물 구조 및 결함 구조의 열역학적 에너지를 재산출하는 단계;
상기 산출되거나 재산출된 열역학적 에너지를 기초로 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 종류 및 농도를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 특정 불순물 구조 및 특정 결함 구조의 특성을 분석하는 단계;
를 포함하는 고체상 물질에서 불순물 구조 및 결함 구조의 특성 산출방법.Receiving a user input based on the computing device, the user input including material information of a host material and an impurity in a solid phase material;
Generating at least a part of an impurity structure and a defect structure according to the inputted user input;
Calculating the energy of the generated impurity structure and the defect structure;
Calculating thermodynamic energies of the impurity structure and the defect structure based on the calculated energy;
Resetting the neighboring impurities and defects on the basis of the Fermi level when the concentration of the impurity structure and the concentration of the defect structure is higher than a predetermined reference, thereby restoring the calculated thermodynamic energy of the impurity structure and the defect structure;
Determining the type and concentration of the specific impurity structure and the specific defect structure based on the calculated or re-calculated thermodynamic energy; And
Analyzing characteristics of the determined specific impurity structure and the specific defect structure;
≪ / RTI > wherein the impurity structure and the defect structure are characterized in that: 삭제delete
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