We will report on the progress of our effort to build a Python-based atomic-scale modeling and simulation platform and its application to research topics. The project aims to provide an environment that contains the functionality of file input/output, manipulation/modeling, interfaces for structure visualization and simulation codes, and database for simulation results. Its advantages include the possibility of easily (1) adopting available Python libraries such as NumPy and matplotlib, (2) conducting all the modeling/visulalization/simulation/analysis within the Python shell (in the style of commercial software), (3) constructing utility scripts for various modeling/simulation/analysis tasks. Espectially, we automated the procedure of electron and phonon quantum transport that can help users conduct various simulation researches.
본 논문은 파이썬(Python) 언어를 기반으로 하는 원자 수준의 모델링과 시뮬레이션을 수행할 수 있는 플랫폼의 개발, 그리고 이 플랫폼을 사용하여 수행한 연구의 사례를 보고한다. 여기서 개발된 플랫폼은 파일 입/출력 및 원자 편집/조작 기능, 외부 시뮬레이션 코드에 대한 인터페이스와 더불어 시뮬레이션 결과를 저장할 수 있는 데이터베이스 시스템을 제공한다. 이 플랫폼의 특징은 다음과 같다. 1) 파이썬 언어가 제공한느 풍부한 라이브러리를 활용하여 다양한 시뮬레이션을 수행할 수 있는 가능성을 제공한다. 또한, 2) 상용프로그램과 유사한 형식으로, 모든 시뮬레이션 절차를 상호작용(interactive)이 가능한 파이썬 쉘(shell) 안에서 수행할 수 있게 해준다. 3) 일정한 시뮬레이션 절차를 스크립트(script)화 하여 수행할 수 있다. 특히, 전자(electron)와 포논(phonon)의 양자 전도성 계산에 있어 자동화된 절차를 통해 사용자가 편리하게 다양한 연구를 수행할 수 있게 하였다.
