분자 동역학법의 뜻

정답: C. 5×10⁵

1 ns = 10⁻⁹ s, 2 fs = 2×10⁻¹⁵ s이므로 스텝 수는 10⁻⁹/(2×10⁻¹⁵) = 5×10⁵입니다. 시간 간격은 원자 진동의 주기(100 fs 정도)를 수십으로 나눌 정도로 작게 잡아야 하며, 가벼운 수소를 포함하는 계에서는 1 fs 이하로 합니다. 간격을 너무 크게 하면 베를레(Verlet)법 등 수치 적분의 오차로 에너지가 보존되지 않게 되어 계산이 성립하지 않게 됩니다. 5×10²는 fs를 10⁻¹² s(ps)로 혼동한 값, 5×10⁸은 ns를 10⁻⁶ s(µs)로 혼동한 값입니다. 스텝마다 모든 원자의 힘을 계산하므로, 나노초에서 마이크로초 정도가 분자 동역학법으로 추적할 수 있는 시간의 기준이 됩니다.

정답: B. 내장 원자법(EAM) 퍼텐셜은 주위 원자가 만드는 전자 밀도에 따른 내장 에너지를 더하여 금속의 다체적인 결합을 나타낸다

레너드-존스 퍼텐셜은 원자 2개의 거리만으로 결정되는 쌍 퍼텐셜로, 비활성 기체와 같은 방향성이 없는 약한 결합은 잘 나타내지만 금속이나 공유 결합의 성질은 나타낼 수 없습니다. 금속에서는 원자 1개의 결합 세기가 주위 원자의 수에 따라 변하는 다체 효과가 크며, EAM은 이것을 주위 원자가 만드는 전자 밀도의 함수로서 더합니다. 쌍 퍼텐셜만으로는 각 원자가 대칭 중심에 있는 FCC나 BCC 결정에서 응력이 없을 때 탄성 상수에 C₁₂ = C₄₄(코시 관계)가 반드시 성립하지만, 많은 금속은 이것을 만족하지 않습니다. 공유 결합에서는 결합 각도가 중요하므로, 각도 항을 포함하는 스틸린저-웨버나 터소프 퍼텐셜을 사용합니다. DFT 결과를 학습한 기계 학습 퍼텐셜도 널리 사용되고 있습니다.