PyAtoms：用于模拟 2D 材料、莫尔系统和超格子原子扫描隧道显微镜图像的交互式工具
介观与纳米尺度物理
2025-11-06 v3 材料科学
强关联电子
摘要
我们 presented PyAtoms，这是一个交互式开源软件，能够快速模拟二维（2D）层状材料、莫尔（moiré）系统和超格子的原子尺度扫描隧道显微镜（STM）及其他扫描探针显微镜（SPM）图像。PyAtoms 基于理想原子晶格图像的傅里叶空间描述，是一个基于 Python 的图形用户界面（GUI），具备强大的功能，能够调整晶格参数（晶格常数、应变、层数、扭转角）以及 STM 成像参数（像素、扫描尺寸、扫描角度），并提供光谱测量的时间估算。这些功能使用户能够高效地规划耗时的 STM 实验。我们提供了 PyAtoms 当前功能的概述，描述其 underlying 数学原理，然后演示了包括具有可变亚格子不对称性的石墨烯、扭转三层石墨烯莫尔系统以及几种电荷和键密度波系统的模拟。
引用
@article{arxiv.2412.18332,
title = {PyAtoms: An interactive tool for simulating atomic scanning tunneling microscopy images of 2D materials, moir\'e systems and superlattices},
author = {Asari G. Prado and Morgaine I. Mandigo-Stoba and Kuan-Yu Wey and Setayesh Nekarae and Abraham Enriquez-Ibarra and Sarah Bañuelos and Andrew Nguyen and Christopher Gutiérrez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18332},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 7 figures. Version 3: Added more experimental data and references