Summary (English)
This scientific paper presents PyAtoms, an interactive open-source software that quickly and easily simulates atomic-scale scanning tunneling microscopy (STM) images of two-dimensional (2D) layered materials, moiré systems, and superlattices.
Rooted in a Fourier-space description of ideal atomic lattice images, PyAtoms is a Python-based graphical user interface (GUI) that allows users to efficiently plan time-consuming STM experiments by tuning lattice parameters (such as lattice constants, strain, number of layers, and twist angles), STM imaging parameters (pixels, scan size, scan angle), and providing time estimates for spectroscopic measurements.
The paper demonstrates simulations on various 2D materials, including graphene, twisted tri-layer graphene moiré systems, and charge- and bond-density wave systems.
Additionally, PyAtoms is shown to be a valuable educational tool in physics courses.
Rooted in a Fourier-space description of ideal atomic lattice images, PyAtoms is a Python-based graphical user interface (GUI) that allows users to efficiently plan time-consuming STM experiments by tuning lattice parameters (such as lattice constants, strain, number of layers, and twist angles), STM imaging parameters (pixels, scan size, scan angle), and providing time estimates for spectroscopic measurements.
The paper demonstrates simulations on various 2D materials, including graphene, twisted tri-layer graphene moiré systems, and charge- and bond-density wave systems.
Additionally, PyAtoms is shown to be a valuable educational tool in physics courses.
요약 (Korean)
이 과학 논문은 2 차원 (2D) 층 재료, Moiré Systems 및 SuperLattices의 원자 규모 스캐닝 터널링 현미경 (STM) 이미지를 빠르고 쉽게 시뮬레이션하는 대화식 오픈 소스 소프트웨어 인 Pyatom을 제시합니다.
이상적인 원자 격자 이미지에 대한 푸리에 공간 설명에 뿌리를 내리는 Pyatoms는 격자 상수 (예 : 격자 상수, 변형, 변형, 층 수 및 트위스트 각도 및 트위스트 각도), STM 이미징 파라미터 (STM 이미징, 스캔, 스캔) 및 스캐닝 파라미터 및 스캔 시간)을 조정하여 시간 소모적 인 STM 실험을 효율적으로 계획 할 수있는 Python 기반 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)입니다.
측정.
이 논문은 그래 핀, 꼬인 트라이 층 그래 핀 모이 레 시스템, 전하 및 본드 밀도 웨이브 시스템을 포함한 다양한 2D 재료에 대한 시뮬레이션을 보여줍니다.
또한 Pyatoms는 물리 과정에서 귀중한 교육 도구 인 것으로 나타났습니다.
이상적인 원자 격자 이미지에 대한 푸리에 공간 설명에 뿌리를 내리는 Pyatoms는 격자 상수 (예 : 격자 상수, 변형, 변형, 층 수 및 트위스트 각도 및 트위스트 각도), STM 이미징 파라미터 (STM 이미징, 스캔, 스캔) 및 스캐닝 파라미터 및 스캔 시간)을 조정하여 시간 소모적 인 STM 실험을 효율적으로 계획 할 수있는 Python 기반 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)입니다.
측정.
이 논문은 그래 핀, 꼬인 트라이 층 그래 핀 모이 레 시스템, 전하 및 본드 밀도 웨이브 시스템을 포함한 다양한 2D 재료에 대한 시뮬레이션을 보여줍니다.
또한 Pyatoms는 물리 과정에서 귀중한 교육 도구 인 것으로 나타났습니다.
기술적 용어 설명 (Technical Terms)
추출된 기술 용어가 없습니다.
Excerpt (English Original)
PyAtoms: An interactive tool for rapidly simulating atomic scanning tunneling microscopy images of 2D materials, moir´e systems and superlattices C.
Guti´errez and A.
G.
Prado Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles,2024 Los Angeles, California, 90095 USA E-mail: gutierrez@physics.ucla.edu Dec Abstract.24 We present PyAtoms, an interactive open-source software that quickly and easily simulates atomic-scale scanning tunneling microscopy (STM) images of two- dimensional (2D) layered materials, moir´e systems, and superlattices.
Rooted in a Fourier-space description of ideal atomic lattice images, PyAtoms is a Python-based graphical user interface (GUI) with robust capabilities for tuning lattice parameters (lattice constants, strain, number of layers, twist angles) and STM imaging parameters (pixels, scan size, scan angle) and provides time estimates for spectroscopic measurements.
These capabilities allow users to efficiently plan time-consuming STM experiments.
We provide an overview of PyAtoms’ current features, describe its underlying mathematical principles, and then demonstrate simulations of several 2D materials including graphene with variable sub-lattice asymmetry, twisted tri-layer graphene moir´e systems, and charge- and bond-density wave systems (2H-NbSe2, 1T-TaS2, Kekul´e-distorted graphene, K0.3MoO3).
Finally, we show that PyAtoms can be used as a useful educational tool in entry- and senior-level physics courses.[cond-mat.mes-hall] arXiv:2412.18332v1 PyAtoms: A tool for simulating atomic scanning tunneling microscopy images 2 1.
Introduction strain and sublattice asymmetries.
A notable strength of PyAtoms is its unique ability to rapidly simulate Scanning tunneling microscopy (STM) [1] is a powerful even complex STM and FT-STM moir´e patterns in technique for investigating the atomic-scale electronic real-time.
Users can use PyAtoms to quickly determine and structural properties of materials [2].
In STM, the local twist and/or lattice mismatch in their experi- an atomically sharp tip is rastered across a conductive mental data.
Moreover, owing to its user-friendly GUI, sample surface while recording the current of electrons we have found that PyAtoms…
Guti´errez and A.
G.
Prado Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles,2024 Los Angeles, California, 90095 USA E-mail: gutierrez@physics.ucla.edu Dec Abstract.24 We present PyAtoms, an interactive open-source software that quickly and easily simulates atomic-scale scanning tunneling microscopy (STM) images of two- dimensional (2D) layered materials, moir´e systems, and superlattices.
Rooted in a Fourier-space description of ideal atomic lattice images, PyAtoms is a Python-based graphical user interface (GUI) with robust capabilities for tuning lattice parameters (lattice constants, strain, number of layers, twist angles) and STM imaging parameters (pixels, scan size, scan angle) and provides time estimates for spectroscopic measurements.
These capabilities allow users to efficiently plan time-consuming STM experiments.
We provide an overview of PyAtoms’ current features, describe its underlying mathematical principles, and then demonstrate simulations of several 2D materials including graphene with variable sub-lattice asymmetry, twisted tri-layer graphene moir´e systems, and charge- and bond-density wave systems (2H-NbSe2, 1T-TaS2, Kekul´e-distorted graphene, K0.3MoO3).
Finally, we show that PyAtoms can be used as a useful educational tool in entry- and senior-level physics courses.[cond-mat.mes-hall] arXiv:2412.18332v1 PyAtoms: A tool for simulating atomic scanning tunneling microscopy images 2 1.
Introduction strain and sublattice asymmetries.
A notable strength of PyAtoms is its unique ability to rapidly simulate Scanning tunneling microscopy (STM) [1] is a powerful even complex STM and FT-STM moir´e patterns in technique for investigating the atomic-scale electronic real-time.
Users can use PyAtoms to quickly determine and structural properties of materials [2].
In STM, the local twist and/or lattice mismatch in their experi- an atomically sharp tip is rastered across a conductive mental data.
Moreover, owing to its user-friendly GUI, sample surface while recording the current of electrons we have found that PyAtoms…
발췌문 (Korean Translation)
Pyatoms : 2D 재료, Moir´e 시스템 및 Superlattices의 원자 스캐닝 터널링 현미경 이미지를 빠르게 시뮬레이션하는 대화식 도구 C.
Guti´errez 및 A.
G.
Prado 물리학과 천문학, 캘리포니아 대학교, 로스 앤젤레스, 90095 USA E-Mail.
Pyatoms는 2 차원 (2D) 층 재료, Moir´e Systems 및 Superlattices의 원자 규모 스캐닝 터널링 현미경 (STM) 이미지를 빠르고 쉽게 시뮬레이션하는 대화식 오픈 소스 소프트웨어입니다.
이상적인 원자 격자 이미지에 대한 푸리에 공간 설명에 응시 된 Pyatoms는 격자 상수 (격자 상수, 변형, 트위스트 각도, 트위스트 각도) 및 STM 이미징 파라미터 (스캔 크기, 스캔 각도)를 조정하는 강력한 기능을 갖춘 Python 기반 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)입니다.
이러한 기능을 통해 사용자는 시간이 많이 걸리는 STM 실험을 효율적으로 계획 할 수 있습니다.
우리는 Pyatoms의 현재 기능에 대한 개요를 제공하고, 기본 수학적 원리를 설명한 다음, 가변 하위 격자 비대칭, 꼬인 트라이 층 그래 핀 Moir´e 시스템 및 결합 밀도 웨이브 시스템 (2H-NBSE2, 1T-TAS2, KEKUL´E-DOPTERD GRAPHENE, K0.3MOO3)을 포함한 여러 2D 재료의 시뮬레이션을 보여줍니다.
마지막으로, 우리는 Pyatom이 입학 및 시니어 수준의 물리학 과정에서 유용한 교육 도구로 사용될 수 있음을 보여줍니다.
[Cond-mat.Mes-Hall] ARXIV : 2412.18332V1 Pyatom : 원자 스캐닝 터널링 미시상 이미지를 시뮬레이션하는 도구 2.
Pyatom의 주목할만한 강점은 STM (Scanning Tunning Microscopy)을 빠르게 시뮬레이션하는 독특한 능력입니다 [1]는 원자 규모 전자 실시간을 조사하기위한 기술의 강력한 복잡한 STM 및 FT-STM Moir´e 패턴입니다.
사용자는 pyatom을 사용하여 재료의 구조적 특성을 신속하게 결정하고 구조적으로 결정할 수 있습니다 [2].
STM에서, 실험에서의 국소 비틀림 및/또는 격자 불일치는 전도성 정신 데이터에 걸쳐 원자 적으로 날카로운 팁을 뿌린다.
또한, 사용자 친화적 인 GUI로 인해 전자의 전류를 기록하는 동안 샘플 표면으로 인해 우리는 그 pyatom을 발견했습니다.
Guti´errez 및 A.
G.
Prado 물리학과 천문학, 캘리포니아 대학교, 로스 앤젤레스, 90095 USA E-Mail.
Pyatoms는 2 차원 (2D) 층 재료, Moir´e Systems 및 Superlattices의 원자 규모 스캐닝 터널링 현미경 (STM) 이미지를 빠르고 쉽게 시뮬레이션하는 대화식 오픈 소스 소프트웨어입니다.
이상적인 원자 격자 이미지에 대한 푸리에 공간 설명에 응시 된 Pyatoms는 격자 상수 (격자 상수, 변형, 트위스트 각도, 트위스트 각도) 및 STM 이미징 파라미터 (스캔 크기, 스캔 각도)를 조정하는 강력한 기능을 갖춘 Python 기반 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)입니다.
이러한 기능을 통해 사용자는 시간이 많이 걸리는 STM 실험을 효율적으로 계획 할 수 있습니다.
우리는 Pyatoms의 현재 기능에 대한 개요를 제공하고, 기본 수학적 원리를 설명한 다음, 가변 하위 격자 비대칭, 꼬인 트라이 층 그래 핀 Moir´e 시스템 및 결합 밀도 웨이브 시스템 (2H-NBSE2, 1T-TAS2, KEKUL´E-DOPTERD GRAPHENE, K0.3MOO3)을 포함한 여러 2D 재료의 시뮬레이션을 보여줍니다.
마지막으로, 우리는 Pyatom이 입학 및 시니어 수준의 물리학 과정에서 유용한 교육 도구로 사용될 수 있음을 보여줍니다.
[Cond-mat.Mes-Hall] ARXIV : 2412.18332V1 Pyatom : 원자 스캐닝 터널링 미시상 이미지를 시뮬레이션하는 도구 2.
Pyatom의 주목할만한 강점은 STM (Scanning Tunning Microscopy)을 빠르게 시뮬레이션하는 독특한 능력입니다 [1]는 원자 규모 전자 실시간을 조사하기위한 기술의 강력한 복잡한 STM 및 FT-STM Moir´e 패턴입니다.
사용자는 pyatom을 사용하여 재료의 구조적 특성을 신속하게 결정하고 구조적으로 결정할 수 있습니다 [2].
STM에서, 실험에서의 국소 비틀림 및/또는 격자 불일치는 전도성 정신 데이터에 걸쳐 원자 적으로 날카로운 팁을 뿌린다.
또한, 사용자 친화적 인 GUI로 인해 전자의 전류를 기록하는 동안 샘플 표면으로 인해 우리는 그 pyatom을 발견했습니다.
출처: arXiv
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