Wannier90 选择性局域化与中心约束

下载完整输入、参考数据和绘图程序，保存为example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd wannier-controls-examples
bash results.sh
bash plot.sh

环境使用wannier90/4.0.3-serial，Intel ifx2024.2、AVX2、MKL顺序库；MPI构建使用Intel MPI2021.13。本文小例子用单线程即可。job.slurm申请CPU分区资源，再由run.py在新的work/算例名下运行。查看参考结果不需要重新计算；重复计算时换用新的解压目录。

1. 先准备同一套电子结构数据#

本例复用鸢算科技集群此前VASP6.6.1计算的两原子Si、4×4×4均匀k网格矩阵，保留4条价带与4个Wannier函数。改变的是Wannier优化目标，没有重算DFT。

先看输入和七种设置的结果：

cat inputs/guiding-centres/wannier90.win
cat wannier-controls.csv

win中有完整晶胞、原子位置、64个k点、投影与排除能带。num_wann=4表示4个目标函数，num_iter=300是本例统一迭代上限，不能代替您自己体系的收敛检查。

2. 普通局域化与选择一个目标函数#

普通例子使用投影、引导中心及全部4个函数的总展宽目标：

num_wann = 4
num_iter = 300
guiding_centres = true
num_guide_cycles = 1
num_no_guide_iter = 0

选择性例子增加：

slwf_num = 1

它只优先优化排序中的第1个函数，不会同时保证其余3个函数也更紧凑。投影顺序会影响您选中了谁。

sbatch job.slurm guiding-centres
sbatch job.slurm selective-one

Slurm执行的核心命令为：

wannier90.x -pp wannier90
wannier90.x wannier90

本包已配套amn/mmn/eig，所以可直接运行第二步。换成新材料时，-pp之后还要先用VASP、QE等接口生成相应矩阵，不能仅有win就得到电子结构。

3. 给所选中心加约束#

slwf_num = 1
slwf_constrain = true
slwf_lambda = 0.5
begin slwf_centres
1 .125 .125 -.375
end slwf_centres

中心位置使用晶格分数坐标。slwf_lambda调节中心约束项的权重，增加约束会改变优化问题；需要同时观察中心距离与展宽，不能只看总展宽。

sbatch job.slurm selective-centre
grep -A 8 'Final State' reference-results/selective-centre/wannier90.wout

选择性目标减小了第1个函数的展宽，同时增大了4个函数的总展宽。这是不同优化目标的结果，不能据此宣称某一种设置普遍更好。原始DFT网格上的价带本征值保持一致，输出HR六位小数带来的最大回算差约10⁻⁵eV。

4. 什么时候使用#

想围绕特定位点构造一个较紧凑的局域轨道时，可尝试选择性局域化；想得到全部目标函数的常规紧束缚模型时，先从普通MLWF流程开始。逐一检查投影、能窗、中心、展宽和插值能带，再决定采用哪种目标。本例固定300步，用于比较操作，不代表唯一规范或研究收敛结果。

方法参数见官方Wannier90参数说明。