VASPBERRY完整矩阵接口实操

除了直接读取WAVECAR，VASPBERRY也提供完整矩阵接口。本篇使用两轨道QWZ解析模型在集群实际计算，重点是矩阵格式、单位和操作顺序。它不是某种材料的DFT结果。

1 下载和查看参考结果#

下载矩阵与模型实例包，保存为matrix.zip。

python3 -m zipfile -e matrix.zip .
cd vaspberry-matrix
bash results.sh

本例固定VASPBERRY1.6.3及其Python3.11/NumPy环境；原生Fortran程序使用Intel oneAPI2024.2。本篇的解析矩阵、对角化、曲率与Hall积分由配套Python工具计算，不调用VASP。

2 模型与完整矩阵#

模型为H(k)=sin(kx)σx+sin(ky)σy+[m+cos(kx)+cos(ky)]σz，能量单位eV，晶格常数取1Å。demo按解析导数生成D=∂H/∂k，单位eV·Å，而不是只有随意填写的能量表。

运行自己的新例子可直接提交：

sbatch job.slurm

附件脚本执行4组模型。若只想理解一组原生命令，可在自己的新目录中运行：

source env.sh
vaspberry-kubo demo --mesh 32 --mass -1 --output-dir model

生成model/matrix.npz和model/matrix.json。NPZ保存能量、本征态之间的完整三方向矩阵、k点、格矢与覆盖标记；JSON记录算符定义、单位和来源。这里是完整两带模型，不能由此推断一般VASP伪波函数的正则动量已经包含全部PAW速度项。

3 从矩阵计算曲率#

下面命令在一个新目录中与上一条配套使用；已运行附件完整脚本时不要重复使用已存在的输出目录：

vaspberry-kubo matrix   --matrices model/matrix.npz --metadata model/matrix.json   --n-bands 1:2 --m-bands 1:2 --mesh 32 32   --spin-multiplicity 1 --energy-reference 'QWZ model zero'   --degeneracy-threshold-eV 1e-8 --output-dir curvature
ls curvature

n-bands是需要输出的能带，m-bands是中间态求和范围；本例两者都覆盖完整两带。模型没有额外自旋简并，因此spin-multiplicity=1。分数k坐标与Cartesian导数的单位不同，不应额外给结果再乘一次2π。

输出curvature.csv/npz/json，包含两带曲率、能量和最小能隙。图中m=-1与m=3的曲率分布不同，下一篇Hall积分与网格演示如何得到积分响应。

完整矩阵接口和算符要求可对照VASPBERRY项目文档。本系列命令对应安装的1.6.3；不同版本的默认输入路线应按各自文档核对。