VASP实用教程铁轨道磁化在k空间球

本文为由小强撰写的《VASP实用教程》第53篇,全系列约60篇,将在近期陆续更新。1.铁-轨道磁化注:这个例子需要使用最新版本的pw2wannier90接口。概要:通过Wannier插值法计算铁磁性bcc铁的轨道磁化。目录:examples/example19/输入文件:–Fe.scf用于基态计算的PWSCF输入文件–Fe.nscf在统一网格上获得Bloch状态的PWSCF输入文件–Fe.pw2wanpw2wannier90的输入文件–Fe.winwannier90和postw90的输入文件以下步骤的顺序与例17和18相同。如果已经运行了其中一个例子,则可以重用步骤1–3和5中的输出文件。应使用新的输入文件Fe.pw2wan和Fe.win,再次执行步骤4和6。运行PWSCF获得铁的铁磁基态。pw.xFe.scfscf.out运行PWSCF获得统一k点网格上的Bloch状态。pw.xFe.nscfnscf.out运行wannier90来生成所需的重叠列表(写入Fe.nnkp文件)。wannier90.x-ppFe运行pw2wannier90计算:–〈unk

umk+b〉重叠(写在Fe.mmn文件里)–初猜的投影(Fe.amn文件里)–〈unk+b1

Hk

umk+b2〉矩阵(写在Fe.uHu文件里)pw2wannier90.xFe.pw2wanpw2wan.out运行wannier90计算MLWFswannier90.xFe运行postw90计算轨道磁化。postw90.xFe(串行执行)mpirun-np8postw90.xFe(8个MPI进程并行执行的例子)轨道磁化计算是通过用户指南式(11.20)中定义的Morb(k)的BZ积分。Fe.win中相关命令行是berry=trueberry_task=morbberry_kmesh=fermi_energy=[insertyourvaluehere]在运行postw90,比较Fe.wpout中的轨道磁化和scf.out中的自旋磁化的值。设置iprint=2以将Morb分解为参考文献[1]中定义的术语J0、J1和J2。在()BZ平面上绘制Mzorb(k)和费米等高线,需要设置kpath=false,在Fe.win中取消注释包含以下内容的指令块kslice=truekslice_task=morb+fermi_lines重新运行postw90,然后执行下面命令myshellpythonFe-kslice-morb_z+fermi_lines.pyMzorb(k)在k空间中的分布比贝里曲率均匀得多(见例18)。因此,积分轨道磁化与BZ采样收敛更快。2.在k空间LaVO3的球形区域内限制的解耦现象概要:为应变LaVO3获得解耦的MLWFs。目录:examples/example20/输入文件–LaVO3.scf用于基态计算的PWSCF输入文件–LaVO3.nscf在统一网格上获得Bloch状态的PWSCF输入文件–LaV03.pw2wanpw2wannier90的输入文件–LaVO3.winwannier90的输入文件运行PWSCF获得LaVO3的基态pw.xLaVO3.scfscf.out运行PWSCF以获得统一k点网格上的Bloch状态。pw.xLaVO3.nscfnscf.out运行wannier90,生成所需的重叠列表(写入LaVO3.nnkp文件)。wannier90.x-ppLaVO3运行pw2wannier90来计算Bloch状态和初猜的投影之间的重叠(写在LaVO3.mmn和LaVO3.amn文件中)。pw2wannier90.xLaVO3.pw2wanpw2wan.out运行wannier90计算MLWFwannier90.xLaVO3检查输出文件LaVO3.wout。在最初的总结中,你会看到解耦只在倒空间中A=(0.5,0.5,0.5)点附近的一个半径为0.2的球体内进行。

Numberofspheresink-space:1

centern.1:0...,radius=0.

将Wannier90产生的能带结构与使用QuantumESPRESSO获得的能带结构进行比较。应该得到类似于图9的结果。请注意t2g带是如何与其他带在A点纠缠在一起的,而Wannier插值的能带结构只在该k点附近的一个小区域偏离了Bloch能带结构。重要的是,在第一布里渊区内的所有对称性等价的k点都必须明确地写在球心列表中。例如,A点是非简并的,而X点简并的,因此必须同时指定(1/2,0,0)和(0,1/2,0)(见下面的SrMnO3例子)。其他试着用标准的解耦程序(没有球体,dis_spheres_num=0)来获得Wannier函数。可以观察到Wannier插值的能带结构在远离A点的k空间区域也显示出了偏差,而在这些区域里实际上是不需要解耦的。如果完全禁止解耦,Wannierisation过程就不会收敛。图9:外延应力(四边形)LaVO3的能带结构。黑色:布洛赫带;红色圆圈:Wannier-interpolated能带结构。仅对以A为中心的半径为0.2?-1的球体内的k点进行了解耦。为了说明所有可能的情况,将此方法应用于SrMnO3是很有意义的,其中t2g带与上面的eg带纠缠在一起,也与更深的O-2p状态纠缠在一起。在SrMnO3子文件夹中,可以找到用于建立三组不同的Wannier函数:只有t2g状态,只有eg状态,或所有V-3d衍生的状态(t2g+eg)。在每种情况下都需要根据k空间的哪个区域来指定不同的解耦球体,显示目标带的纠缠。同时,索引dis_sphere_first_wan也需要被改编为适应新的解耦窗口,这里也包含低于最低底层的状态Wannier函数(与LaVO3的情况不同)。参考文献[1]M.G.Lopez,D.Vanderbilt,T.Thonhauser,andI.Souza,Phys.Rev.B85,().



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