Wannier90 频率相关自旋霍尔:实部与虚部
Pt-Ryoo和GaAs-Qiao两组独立官方模型的实际输入与输出,不混作方法比较。
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下载完整输入、参考输出与图片程序,保存为example.zip:
python3 -m zipfile -e example.zip .
cd wannier-frequency-spin-examples
bash results.sh
bash plot.sh
环境是wannier90/4.0.3-serial,Intel ifx2024.2、AVX2与MKL顺序库。本组使用固定官方测试矩阵和文本检查点,在集群实际执行导入与后处理;没有新增DFT或Wannier化。Slurm脚本使用单线程,提交后在新work目录运行;参考结果可直接读取。
1. 与费米能扫描有什么区别#
静态SHC例子改变EF;本组把EF固定,扫描光子能量,得到复响应的实部和虚部。两者的输入矩阵、能窗、展宽与积分收敛都要检查。此处采用两个不同官方模型,不能据图直接比较Ryoo与Qiao哪个更好。
cat inputs/Pt-Ryoo-frequency/Pt.win
cat inputs/GaAs-Qiao-frequency/GaAs.win
sbatch job.slurm Pt-Ryoo-frequency
sbatch job.slurm GaAs-Qiao-frequency
2. Pt的Ryoo方法输入#
berry = true
berry_task = shc
shc_freq_scan = true
shc_method = ryoo
berry_kmesh = 9 9 9
fermi_energy = 18.3823
kubo_adpt_smr = false
kubo_smr_fixed_en_width = 0.1
kubo_freq_min = 0
kubo_freq_max = 7
kubo_freq_step = 0.1
transl_inv_full = true
use_ws_distance = true
shc_alpha = 3
shc_beta = 2
shc_gamma = 1
spn_formatted = true
这里是带x自旋极化的zy分量,不是前文Pt例子的xy-z分量。除了SPN,Ryoo方法需要匹配的sHu/sIu等矩阵;完整文件在随包输入目录。transl_inv_full与WS距离设置是这套固定参考输入的一部分,不能随便删掉矩阵后期待同样结果。
ls inputs/Pt-Ryoo-frequency
head -n 8 reference-results/Pt-Ryoo-frequency/Pt-shc-freqscan.dat
0–7eV、步长0.1eV,共71个点;零频实部约−2130.423,虚部为零,单位都是(ℏ/e)·S/cm。这只是固定官方模型的复现数值,不作为Pt材料推荐值。
3. GaAs的Qiao方法输入#
berry = true
berry_task = shc
shc_freq_scan = true
shc_method = qiao
berry_kmesh = 10
fermi_energy = 7.9366
shc_alpha = 1
shc_beta = 2
shc_gamma = 3
spn_formatted = true
scissors_shift = 1.117
num_valence_bands = 8
kubo_freq_min = 0
kubo_freq_max = 8
kubo_freq_step = 0.01
berry_kmesh=10是三个方向相同的简写。这里0–8eV、步长0.01eV,共801点。scissors_shift按输入定义刚性移动导带,不是重新计算GW准粒子能;num_valence_bands必须与模型匹配,不能给新体系照抄8。
head -n 8 reference-results/GaAs-Qiao-frequency/GaAs-shc-freqscan.dat
bash plot.sh
零频实部约−428.20457,虚部为零。较大的有限频率虚部峰值依赖该模型、展宽和采样,不可直接解读为收敛材料参数。

4. 单位与比较方法#
原文件四列是序号、光子能量eV、实部、虚部。图的横轴不是Hz或角频率,程序已按光子能量设置频率列表。实部和虚部必须使用相同的单位。
这两组输出分别与各自未改动的官方参考一致,说明对应入口和文件使用正确;没有替代之前Pt-Qiao静态模型未消除的对称残差。做同体系方法比较时,必须使用同一DFT/Wannier模型、相同张量分量、EF、网格、展宽,并分别准备各方法所需矩阵。
理论和矩阵要求见官方Berry自旋霍尔说明。