ABACUS 专题

ABACUS 连接Wannier90

连接Wannier90:终端操作、完整输入、真实结果与适用范围。

更新于 2026-10-27约 4 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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本篇采用鸢算科技集群 ABACUS 3.10.1 的实际输入与输出。下载实操资料包,解压后进入 abacus-examples。inputs 是干净输入,cases 是参考结果,work 用于你的新计算。

这篇要做什么#

本例使用金刚石碳的四条价带。先SCF,再在完整均匀k网格上NSCF导出Wannier接口,最后运行wannier90.x。nnkp中的k点和ABACUS输入顺序必须完全一致;轨道投影、能窗和num_wann应按目标能带选取,不能把生成amn/mmn文件当成已经完成局域化。

1 准备并提交#

python new-case.py wannier-scf
cd work/wannier-scf
sbatch run.sh

提交脚本使用核时分区模板。套餐用户按自己的资源权限用 yskit 生成提交脚本,保留相同的 ABACUS 计算命令。不要在登录节点直接运行计算。

本篇资料目录:wannier-scf、wannier-cpu-path。其他对照例回到资料包根目录,换目录名后用同样三个命令提交。

2 核心输入#

wannier-scf/INPUT 的完整内容:

INPUT_PARAMETERS
pseudo_dir ../../PP_ORB
orbital_dir ../../PP_ORB
ntype 1
ecutwfc 50
calculation scf
scf_thr 1e-13
out_chg 1
device gpu
ks_solver cg

重点检查:towannier90、nnkpfile、nbands。参数与说明应按3.10.1理解;官网 latest 的新增参数见版本与扩展范围。

展开完整 STRU 结构与 KPT 采样文件

STRU#

ATOMIC_SPECIES
C 12.000 C.pz-vbc.UPF

LATTICE_CONSTANT
6.1

LATTICE_VECTORS
-0.5 0.0 0.5
 0.0 0.5 0.5
-0.5 0.5 0.0

ATOMIC_POSITIONS
Direct
C	
0.0
2
 0.875  0.875  0.875 0 0 0
 0.125  0.125  0.125 0 0 0

KPT#

K_POINTS
0
Gamma
12 12 12 0 0 0

对照输入的差别#

wannier-cpu-path:

nbands 4
smearing_method fixed
calculation nscf
scf_nmax 50
pw_diag_thr 1.0e-12
scf_thr 1.0e-13
init_chg file
symmetry -1
towannier90 1
nnkpfile diamond.nnkp
basis_type pw
out_wannier_unk 0
device cpu
ks_solver dav

3 检查输出和实际结果#

squeue -u "$USER"
tail -n 30 stdout.log
ls OUT.*

确认正常结束后,再检查电子收敛、几何或时间步终止条件以及本篇需要的结果文件。SCF电子收敛不等于晶胞或原子优化完成。

实算目录 最后总能量 / eV 计算类型 执行路径
wannier-scf -308.281187531 scf GPU
wannier-cpu-path -308.115325505 nscf CPU

总能量是整个输入晶胞的量;不同原子数、赝势、泛函或物理条件的数值不能直接相减。CPU路径也在分配的计算资源中执行,本表不提供CPU节点性能对照。

完成Wannier90局域化#

module load wannier90/4.0.3-serial
cp OUT.ABACUS/diamond.* .
wannier90.x diamond
tail -n 20 diamond.wout

运行结束应看到 All done: wannier90 exiting,并检查最后的展宽与收敛信息。资料包的 diamond.win 与 diamond.nnkp 是同一4×4×4网格,改变网格后应先 wannier90.x -pp diamond 重建nnkp,再计算接口矩阵。

4 提取和重画#

回到资料包根目录:

module load ase/3.29.0
python plot.py wannier
ls figures

plot.py读取对应原始日志或结果文件;已有CSV在 analysis。结构可打开输出的 STRU.cif,cube可在VESTA查看。保留原始数据、坐标单位和参数,修改绘图不能改变计算结果。

进一步查阅#

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