| 초록 |
본 연구에서는 발산정리와 페르미-디랙 통계방법을 이용하여 과냉각 액체의 등온 결정화 과정을 탐색하였다. 본 연구에서 제안한 명료한 모델은 최초 형성된 핵의 크기가 온도의 -1/3 제곱에 비례하는 것으로 예측하였으며, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이소택틱 폴리스타이렌, 및 얼음에 대한 문헌에서의 실험결과와 일치하였다. 고전기핵이론(깁스-톰슨)에서는 최초 핵의 크기가 온도의 -1 제곱에 비례하는 것으로 예측을 하고 있으며, 과냉각도가 큰 액체에서 적용이 되지 않는 문제가 있었다. 또한, 본 연구에서는 페르미-디랙 통계를 이용하여 임계 핵의 유도기간에서 표면에너지의 진화에 대한 명료한 모델을 제시하여 결정화 과정에서의 깁스 자유에너지 변화를 계산하였다. 본 연구에서 제안한 결정화 이론은 다음과 같은 고전기핵이론의 한계를 극복한 좋은 모델을 제시하였다. 1. 과냉각도가 큰 영역에서 기핵의 크기 예측 2. 몸체에너지가 표면에너지 보다 항상 큰 경우 기핵의 용융거동 3. 평형상태에서의 무한대 결정크기에 대한 가정. |
