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수록정보
수록범위 : 63권1호(2012)~70권0호(2019) |수록논문 수 : 161
공사논문집
70권0호(2019년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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1말하기 중심으로의 생도 영어능력 평가 제도 개선과 교육적 함의

저자 : 전승원 ( Jun Seungwon )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 7-26 (20 pages)

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본 연구에서는 2019년 공군사관학교의 생도 영어능력 평가 제도 개선에 따른 TOEIC Speaking시험 도입 배경에 대하여 살펴보고, 이 시험의 도입이 공사에서 어떤 교육적 함의를 갖는지를 도출하였다. 더 구체적으로, 현재 생도 영어능력 평가 제도가 어떤 변천 과정을 거쳐 현재 제도로 정착 했으며, 그 과정에서 얻을 수 있는 시사점은 무엇이며, 앞으로 평가 제도는 어떻게 개선되며, 말하기 중심의 영어 평가 제도 개선을 위해 왜 TOEIC Speaking 시험이 채택되었는지에 대해 살펴보았다. 또한, TOEIC Speaking 시험의 개발 과정과 문항 분석을 통해 과제(task) 수행을 중심으로 영어커뮤니케이션 능력을 직접 측정하는 이 시험의 도입이 공사에서 평가의 타당성, 교수 및 학습, 교육운영, 그리고 교육 과정 측면에 어떤 교육적 함의를 제공하는지를 도출하였다. TOEIC Speaking 시험은 생도들로 하여금 말하기 중심의 자기주도 영어 학습을 유도하고, 공사에서 영어 교육, 학습, 교육 과정 등에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.


This study examined the context in which the TOEIC Speaking test was adopted at ROKAFA as part of the reform of the Cadet English Proficiency Assessment System in 2019 and sought to draw out the educational implications this may have at ROKAFA. More specifically, the study looked into how the Assessment System has evolved to its current system, how the system will be reformed, and why the TOEIC Speaking test was adopted over other tests. In addition, the study attempted to gain insights into the implications that the adoption of this test may have on the English education at ROKAFA with respect to test validity, the teaching and learning of English, class management, and curriculum development. The study suggests that the adoption of the TOEIC Speaking test, which directly measures the test takers communication skills, will likely encourage cadets to focus more on developing their speaking skill as well as have positive implications for English instruction, learning, and curriculum development at ROKAFA.

2독일 군사사 연구소(Militärgeschichtliches Forschungsamt)의 변천과정과 그 시사점

저자 : 김태산 ( Kim Taesan )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 27-44 (18 pages)

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본고는 독일 군사사 연구소의 변천과정을 분석하고 그 시사점을 제시하고 있다. 독일 군사사 연구소는 군사사를 전문적으로 연구하는 독일 최고(最古)이자 최대(最大)의 연구소로 지난 60여 년동안 독일 군사사 학문 발전에 기여하는 연구 성과들을 꾸준하게 남겼으며, 그 대표적인 산물로는 『독일군사사 안내서』,『독일 제국과 제2차 세계대전』,『서독 안보정책의 기원』등이 있다. 이런 도서들을 비롯하여 연구소의 많은 연구 성과물들이 장병 역사교육에 반영됨으로써, 연구소는 연구와 교육 영역에서 그 조화를 이루어낼 수 있었다.
냉전기에 연구소는 군사사의 연구 지평을 점점 확대하였으며, 재통일 이후에는 동독군에 관한 연구를 활발히 진행하였다. 최근에는 독일 연방군의 해외파병이 늘어나면서 연방군이 파견된 지역에 관한 출판물이 간행되고 있으며, 특히 군사사가를 위한 전문 서적을 비롯하여 일반 대중을 위한 군사사 도서들이 출판되고 있다. 결국, 독일 연방군과 학계, 대중 사이의 교량 역할을 하고 있는 독일 군사사 연구소에 관한 연구는 국내 군사사 연구소의 발전을 위한 건설적인 개선 방안들을 제시해준다는 점에서 그 의의가 있을 것이다.


This paper analyzes the development of the German Military History Research Office(Militärgeschichtliches Forschungsamt, MGFA) and draws its implications. The MGFA, which was the oldest and largest Military History Research Office in Germany, created and supported many research results in various fields over the past 60 years. For example, it published Handbuch zur deutschen Militärgeschichte 1648 bis 1939, Das Deutsche Reich und der Zweite Weltkrieg, Anfänge westdeutscher Sicherheitspolitik, etc. Because of these, the MGFA made an important contribution to the development of the military history and the history education in the Bundeswehr.
The MGFA expanded the horizon of research on the military history during the Cold War. After the German Reunification, it has published studies on the National People's Army(Nationale Volksarmee, NVA) and the history of crisis regions, where the Bundeswehr was dispatched. In addition, many research results for historians and the general public have contributed to the popularization of military history. Therefore this study on the German Military History Research Office shows constructive implications for the development of the korean military history research institute.

3위기상황에서의 리더의 정서표현 효과 : 분노와 슬픔 정서를 중심으로

저자 : 고현석 ( Ko Hyunsuk )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 45-58 (14 pages)

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본 연구의 목적은 위기상황에서 리더가 표현하는 정서의 종류가 리더의 평가에 미치는 효과를 탐색적으로 확인하는 것이다. 이를 위해 선행연구(Madera & Smith, 2009)의 문제점을 보완하여 2개의 위기상황 시나리오(테러, 제품결함)를 제작하였다. 다음으로 각 상황에서 리더의 정서표현의 종류(분노, 슬픔), 책임수용 여부(사임, 직위유지)가 리더의 유능성, 합법성, 재신임에 미치는 영향을 이원분산 분석을 통해 검증하였다. 분석결과 테러 상황에서는 일반적으로 리더가 분노정서를 표현하는 것이 슬픔정서를 표현하는 것보다 효과적인 것으로 나타났으나 책임수용의 주효과는 일관된 패턴이 나타나지 않았다. 제품결함 상황에서는 리더가 표현하는 정서의 종류가 리더의 평가에 영향을 주지 못하는 것으로 나타났으나 책임수용의 경우 주효과가 나타났다. 즉, 제품결함이 발생한 상황에서는 책임을 지고 사임을 하는 리더가 사임을 하지 않는 리더보다 유능하고 리더다운 것으로 나타났다. 마지막으로 본 연구의 의의 및 제한점에 대하여 논의하였다.


The purpose of the present research is to explore the effect of the emotions expressed by leaders on the evaluation of leaders in crisis situations. To this end, two crisis scenarios (terrorism and product defects) were produced by supplementing the problems of previous researches (Madera & Smith, 2009). Next, the effects of the leader's emotional expressions (anger, sadness) and acceptability of responsibility (resignation, position maintenance) on the leader's competence, legitimacy, and reappointment were verified through two-way ANOVA analysis. The analysis showed that in terror situations, the leader's expression of anger was more effective than expressing sadness, but the main effect of acceptability did not show a consistent pattern. In the case of product defects, the emotions expressed by the leader did not affect the evaluation of the leader, but the main effect was found in the case of accepting responsibility. In other words, in the situation of a product defect, the person who takes responsibility and resigns was recognized as more competent and legitimate than the leader who does not resign. Finally, the implications and limitations of the present research were discussed.

4군사혁신으로서 창군(創軍) : 영국과 한국의 공군 창군 사례를 중심으로

저자 : 이지원 ( Lee Jiwon ) , 임혁 ( Lim Hyuk ) , 이상현 ( Lee Sanghyun )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 59-75 (17 pages)

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'창군(創軍)'은 역사적으로나 정치적으로 중요하면서도 아직도 모호한 개념이다. 개념의 모호성은 역사적 평가의 혼란을 초래하곤 했다. 이 논문은 육군·해군·공군·우주군 등 독립적인 단일 군종의 창설이라는 의미의 '창군'으로 정의하며, 군사혁신(Military Innovation)의 일종으로 창군을 이해할 수 있다고 주장한다. 군사혁신 이론으로부터 창군의 필요조건을 도출하고, 이를 통해 영국 공군과 한국공군의 창군 과정을 분석한다. 이러한 분석을 바탕으로 두 공군 창군 과정에서 중재자의 역할이 결정적이었음을 밝힌다.


'Founding armed forces (Chang-gun)' is a historically and politically important but still ambiguous concept. The ambiguity of the concept has often led to confusion in the historical evaluation. This paper argues that the creation of an independent single military service, such as the Army, the Navy, the Air Force, and the Space Force, can be understood as a kind of military innovation. Then this paper analyzes the necessary condition of 'Founding armed forces', with military innovation theory as a tool. British Air Forces' founding process(1910s) would be inquired with this ingredient, then compared with the Korean case of 1940s. Throughout this, it would be clear that intermediary figures between military and politics played crucial roles in each case. This analysis could be a starting point for a general theory of founding mechanism of Armed Forces and also provide conceptual tools for analyzing specific historical cases or ongoing cases

5일제 말기 국민연극 희곡의 극작술 연구 : 유치진, 송영, 박영호의 작품을 중심으로

저자 : 임혁 ( Lim Hyuk )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 76-103 (28 pages)

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일제 말기 활발히 창작되고 상연된 국민연극에 대해서는 친일연극으로서 전시의 일제 담론을 충실하게 무대화하였다는 관점이 기본 전제로 작용해 왔다. 국민연극이 일제 당국의 철저한 제도적 통제 아래 있었다는 외부적 상황을 감안하면 국민연극에 대한 이러한 관점은 인정할 수밖에 없다. 그러나 한편으로 이는 텍스트들이 가진 공연미학적 요소들을 간과함으로써 개별 텍스트들에 대한 다양한 해석의 가능성을 일축하는 결과를 낳기도 했다.
따라서 이 글은 상연을 전제로 하는 희곡 텍스트의 본질을 의식하면서 국민연극 희곡 텍스트들을 공연미학적 관점에서 세밀하게 검토하고자 하였다. 이 과정에서는 무대 위에 등장하는 인물의 직접적인 대사뿐 아니라, 무대지시문, 무대공간, 오브제, 시청각적 기호, 부수적 인물의 기능 등을 종합적으로 분석하였다. 특히 극적 효과에 대한 지속적인 고민을 통해 관객에게 비교적 큰 호응을 받았던 유치진, 박영호, 송영의 작품을 대상으로 하여 그들의 극작술을 살펴보았다.
결국 국민연극 희곡 텍스트에 대한 접근 역시, 무대 위의 모든 극적 요소들이 만들어내는 종합적인 효과에 주목하면서 극작가들의 의도를 읽어내는 작업으로 이어져야 할 것이다. 그렇게 했을 때 텍스트의 문면에서는 확인할 수 없었지만 무대 위에서 드러나는 공연미학적 의미를 풍부하게 살펴볼 수 있다. 이 과정에서 국민연극이 식민지 지배 담론에 전적으로 함몰되지 않았던 지점들을 발견할 수 있을 것이다.


It has been the basic premise that the National Theatre presented the discourse for Japanese imperialism on stage faithfully, as a pro-Japanese theatre. This premise is certainly acceptable, allowing for circumstances that the National Theatre was in total control of Japanese imperialism. However, it also refused possibility of various interpretations on the National Theatre playtexts by overlooking the elements associated with esthetics of performing art.
Therefore, this essay tried to analyze the National Theatre playtexts closely from perspective of esthetics of performing art, with considering the essence of playtext which is subject to staging. For this purpose, a lot of theatrical elements was analyzed synthetically, such as the characters' dialogues, stage instructions, stage spaces, objects, audiovisual signs and minor characters. In particular, playwrights Yoo Chi Jin, Park young Ho and Song Young, who won popularity by studying deep into theatrical effects, are targets of analysis.
The important thing, when reading the National Theatre playtexts, is to pay attention to synthetical effects made by every theatrical elements on the stage. This is the way that reveals the aesthetic meaning of the National Theatre playtext. Moreover, it can be said that the National Theatre did not align itself with discourses of Japanese imperialism.

6입문과정 학생조종사의 스트레스 내구력에 따른 비행훈련 결과분석

저자 : 윤유경 ( Yoon Youkyung )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 104-115 (12 pages)

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본 연구는 비행입문과정 학생조종사를 대상으로 스트레스 내구력에 따른 비행훈련 성적 및 수료결과를 분석하였다. 이를 위해 학생조종사의 스트레스 내구력을 측정하는 문항을 사용하여 입문과정 학생조종사 392명에 대해 연구를 실시하였다. 분석결과, 4개의 문항에서 스트레스 내구력에 따라 비행성적에서 차이가 나타났으며 3개의 문항은 수료 결과에서도 차이가 있었다. 스트레스 내구력문항 중에서 '감정이 드러나는 편이다'는 비행성적을 가장 많이 설명하는 문항이었으며, '나는 낙담하는 경우가 별로 없다'는 긍정반응이 부정반응보다 비행성적이 우수하였고 비행훈련 수료비율도 높아 비행훈련 결과를 예측하는 결정적 문항인 것으로 나타났다. 이는 학생조종사가 긍정성을 유지하는 것이 비행훈련 결과와 관련된다는 점에서 조종적성의 심리적 요인의 중요성을 시사한다.


This study analyzed the effects of stress endurance of student pilot on the introductory flight training results. I developed questionnaire items for the stress endurance of student pilot which can predict pilot aptitude. Survey was conducted using 20 items for 392 student pilots as subject. As a results, the flight training grading were correlated with four items. And those items categorized stress endurance factor. As a result of regression analysis, the total score of the factor accounted for 6% of flight training results. And the results of Chi-test showed that the stress endurance factor had significant effects on the completion of the flight training. The factor of stress endurance predicted not only the completion of the flight training but also the flight performance. This is result of the fact that the introductory flight training course consists of various factors including not only cognition but also personality. This study suggest that the pilot aptitude should be analyzed from an extended point of view including psychological factors.

7핵 EMP 위협에 대한 공군 주요 무기/전력지원체계 방호 발전방안 연구

저자 : 황성인 ( Hwang Seongin )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 116-141 (26 pages)

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국내외 매체를 통하여 알려진 바와 같이 공중 핵폭발에 의한 핵 EMP(Electro Magnetic Pulse, 전자기 펄스)가 중대한 위협으로 부각되고 있다. 직접적인 핵 공격은 많은 인명 피해를 초래하여 국제적 비난과 연합군의 군사행동으로 이어질 가능성이 많다. 따라서 적국은 고고도 핵 EMP에 의한 전자기기의 파괴를 통하여 인명에 대한 피해 없이 교통, 통신, 전산망 등 사회 기반의 마비를 일으켜 국가적 대혼란을 초래하는 방법으로 체제 붕괴를 획책하려 할 것이다.
현재까지 EMP에 대한 방호는 주로 시설 분야에 국한되어 발전되어 왔으며 무기/전력지원체계 분야에 대한 체계화된 방호방안은 수립되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구는 공군 무기체계 및 전력지원체계에 대한 핵 EMP 영향성 및 방호방안에 대하여 면밀히 분석하여 미비점을 보완하고 보다 효율적인 방호 발전방안을 제시한다.


As it is known through a number of media, Electro-Magnetic Pulse (EMP) caused by an high altitude nuclear explosion emerged as a serious threat. A direct nuclear attack would cause an enormous number of casualties, and this can be connected to international criticism and a military action by the coalition. Therefore, the enemy would plan to collapse a government by causing a nation-wide chaos through a complete paralysis of the national infrastructure including traffic controls, communications and networks without casualties utilizing nuclear EMP caused by the high altitude nuclear explosion.
Currently, protection from the EMP is focused only on facilities, and plans to achieve a systematic method to protect weapons/force support systems have not been established yet. Thus, this study thoroughly analyzes EMP protection methods and effects of nuclear EMP against Air Force weapons system and force support system, and suggests effective development methods to improve imperfections.

8러시아의 시리아 군사개입과 항공우주군 전략

저자 : 김영욱 ( Kim Youngwook )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 142-164 (23 pages)

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본 논문은 러시아의 시각에서 아랍의 봄과 시리아 내전 상황을 이해하고 러시아가 군사개입을 결정하게 된 배경과 항공우주군 전력의 운용을 통해 얻은 전략적 효과에 대해 살펴보는 것을 목적으로 한다. 2010년부터 중동과 북아프리카 지역 국가에서 연이어 발생한 반정부 시위운동인 “아랍의 봄”은 지역 안보구도를 변화시키며 국제사회의 초유의 관심이 되었다. 2011년부터 시작된 시리아 반정부 시위는 정부군과 반군간 내전으로 발전하고, 시리아 내부에서 세력을 형성한 ISIL과 오랫동안 민족 독립을 시도하던 쿠르드족의 무장 투쟁으로 인해 분쟁 이해관계의 변수는 더욱 복잡해졌다. 시리아와 오랜 기간 동안 전통적 우방국 관계를 유지하던 러시아는 국제 테러조직으로부터 아사드정권을 보호하는 것을 공식적인 개입 목적으로 공표하였고, 타르투스 군사기지의 지속성 확보, 중동지역 영향력 유지, 아랍의 봄 확산 방지, 우크라이나 사태 이후 제재 국면 탈피를 위해 2015년 항공우주군 전력을 운용하여 공습을 개시하였다. 2017년 12월 푸틴 대통령은 시리아 흐메이밈 공군기지를 방문하여 군사개입의 목표가 달성되었으며, 러시아 군은 조국으로 귀환할 것이라고 발표하였다. 러시아는 대 시리아 군사개입을 통해 우방국인 아사드 정권을 수호하였고, 국제사회에 국제문제 해결 능력을 과시하였으며, 중동지역 국가들의 러시아 무기체계 도입 의지를 높였으며, 항공우주군의 역외 작전 능력을 검증하는 효과를 얻었다.


Main purpose of this paper to understand the Arab Spring and Syrian civil war situation from the Russian perspective, and to examine the background of Russia's decision to intervene and the strategic effects of the operation of aerospace forces. Since 2010, the Arab Spring, an anti-government protest movement in countries in the Middle East and North Africa, has changed the regional security landscape and has become the focus of the international community. The Syrian anti-government protests, which began in 2011, evolved into civil war between government forces and rebels, and the variables of conflict interests became more complicated by the ISIL, which had formed forces within Syria, and the Kurdish armed struggle for a long time. Russia, which had a long traditional alliance relationship with Syria, has officially declared that the purpose of the military intervention is to protect the Assad regime from international terrorist organizations, and its aerospace forces launched air strikes in 2015 ensuring the persistence of the Tartus military base, maintaining its influence in the Middle East, and spreading the Arab spring. evading sanctions from western countries after the Ukrainian crisis, In December 2017, President Putin visited Hmeimmim Air Force Base in Syria and announced that the goal of military intervention had been achieved and that the Russian military would return to their homeland. Russia defended its allies, Assad, through its military intervention in Syria, demonstrated its ability to solve international problems in the international community, increased its willingness to introduce Russia's weapons system in the Middle East, as well as validated its aerospace operational capabilities over the region.

9이온성 유기결정 물질의 테라헤르츠파 발생 감소 원인에 대한 이론적 연구

저자 : 김종택 ( Kim Jongtaek )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 167-181 (15 pages)

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테라헤르츠(terahertz, THz)파는 적외선보다 낮은 에너지를 가지므로 인체에 무해하며, 분자뿐만 아니라 분자들의 상호작용에 까지 관여하므로 의료/의약품/보안 등의 분야에서 검사 및 탐지에 X-ray를 대체하여 유용하게 사용될 수 있지만, 자연적으로는 거의 존재하지 않아 인공적 발생이 필요한 광원(light source)이다. 본 연구에서는 지금까지 개발된 유기결정 중 가장 큰 테라헤르츠파 발생효율을 타내내는 HMQ-TMS 물질의 부분적인 테라헤르츠파 발생효율 감소의 원인을 미시적분자 수준에서 화학시뮬레이션 방법을 통해 분석하였다. 단분자를 대상으로 한 시뮬레이션 결과는 실험 결과와는 다소 차이를 보였지만, 다음의 몇 가지 흥미로운 사실을 알 수 있었다. 낮은(2THz 이하) 에너지 영역에서의 테라헤르츠파 흡수는 기능기의 회전과 링 간 대단위 비틀림 또는 굽힘 진동과 관련이 있으며 음이온이 주된 역할을 하고, 중간 에너지 영역에서는 기능기의 회전 및 이와 연동된 링의 탈평면 나비 날개짓 진동이 관련이 있으며 양이온과 음이온이 관여되어 있고, 높은(7THz 이상) 에너지 영역에서는 기능기의 회전과 연동된 링의 탈평면 소단위 분절적 진동이 관련되어 있으며 주로 음이온이 관여된 것으로 확인되었다. 이러한 연구결과는 연구자들이 해당 진동을 억제하는 방향으로 분자를 다자인하여 보다 높은 효율을 갖는 테라헤르츠파 발생물질을 개발하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다. 아울러, 향후에는 분자 간 상호작용이 고려된 고체진동 시뮬레이션 연구를 위해 물리, 화학, 수학, 전산 분야의 학제 간 연구가 추가적으로 이루어질 필요가 있다.


Terahertz-wave with energy lower than infra-red is harmless to human body and involved to interaction between molecular vibrations as well as each vibration, so that it has a potential use for inspection or detection concerning medicine, drug, security, etc. In nature, however, terahertz-wave is not found with enough energy for its use. It must be artificially generated. This study has examined through chemical simulation at the microscopic molecular level the cause of partial decrease of terahertz-wave generation efficiency for HMQ-TMS which shows the highest efficiency among organic crystals developed until now. Although the results of molecular simulation exhibit a little difference from those of experiment, they still provide some interesting findings. Terahertz-wave absorption of HMQ-TMS is commonly involved in the rotation of functional groups over all energy regions. In addition, the torsion or bending motion between large ring units is involved in low energy absorption below 2THz, the out-of-plane butterfly motion of ring units in medium energy absorption, and the out-of-plane segmental motion within ring units in relatively high energy absorption above 7THz. It is expected that the results of this study help the researchers to develop a new highly-efficient terahertz-wave generation materials through molecular design suppressing the vibrations concerned with the decrease of terahertz-wave generation. In the future, the interdisciplinary research between chemistry, physics, mathematics, and computer science is needed for the solid-state simulation research incorporating interaction between the target molecule and neighboring molecules

10이산화티타늄 나노입자의 광촉매 활성 관련 특성 연구

저자 : 김선경 ( Kim Sunkyung )

발행기관 : 공군사관학교 간행물 : 공사논문집 70권 0호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 182-194 (13 pages)

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이산화티타늄(TiO2)은 인공광합성의 한 방법인 물 분해에 사용되는 광촉매로 많은 연구가 수행되고 있는 물질 중 하나이다. 본 연구에서는 TiO2 나노 입자[(TiO2)35, 약 2nm 크기]에서 1개 또는 2개의 중성 산소 원자를 제거함에 따른 특성을 밀도범함수(DFT) 계산을 이용하여 이론적으로 분석하였다. TiO2 나노입자의 광촉매 활성 관련 요인을 확인하기 위해 기하학적 구조와 분자오비탈(molecular orbital)을 분석하였다. TiO2 나노입자에서 산소를 떼어낸 티타늄 원자들 주변의 구조가 많이 바뀌었고, 초과 전자도 그 주변에 분포되어 있음을 확인하였다. 분자오비탈 분석 결과에서 산소 원자 제거 후 TiO2 나노입자의 HOMO(highest occupied molecular orbital)와 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위는 거의 바뀌지 않지만, LUMO 준위보다 0.784~1.698 eV 정도 낮은 에너지 수준에서 새로운 오비탈(defect state)이 관찰되었다. 게다가 산소 원자 탈착 후 새롭게 발생하는 defect state의 수는 제거한 산소의 수가 증가함에 따라 증가하는 것도 알 수있었다. 광촉매를 이용한 물 분해 반응의 전위와 TiO2 나노입자 분자 오비탈을 비교하면 산소가 제거된 나노입자의 LUMO 준위는 수소 발생 전위와 비슷하고, defect state는 산소 발생 전위와 가까웠다. TiO2 나노입자의 기하학적 구조 변화와 defect state는 초과전자로 인한 것임을 알 수 있었다. 이런 결과들은 TiO2 나노입자에서 중성의 산소원자를 제거하는 것이 광촉매 효율을 높이는데 중요하다는 것을 이론적으로 잘 보여준다.


Titanium dioxide (TiO2 ) is one of the most popular materials that studied in the field of photocatalyst for water splitting. In the present study, the properties of 1 or 2 oxygen atom vacancy of TiO2 nanoparticle [(TiO2 )35, about 2 nm] were investigated by density functional theory (DFT) calculations. The geometry and molecular orbital were analyzed for the origin of photocatalytic activity of TiO2 nanoparticle. The structure around oxygen vacant site distorted and the excess electrons are localized at titanium atoms that were bonded to vacant oxygen atoms. From the analysis of molecular orbital, the position of HOMO (highest occupied molecular orbital) and LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) energy level was very similar before and after oxygen vacancy. The defect states induced by oxygen atoms removal were appeared between HOMO and LUMO (0.784 eV~1.398 eV range below LUMO). Moreover, the defect states increased with the number of vacant oxygen atoms. By comparison with the standard redox potentials of water splitting, LUMO level was close to HER (hydrogen evolution reaction) potential and the defect states existed near to OER (oxygen evolution reaction) potential. The excess electrons would be the reason for geometrical change and defect states in oxygen vacant TiO2 nanoparticle. These could suggest the importance of oxygen vacancy in TiO2 nanoparticle to improve photocatalytic activity.

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1연안해역에서 석유오염물질의 세균학적 분해에 관한 연구

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