WannierTools：自旋基组重排与HR导出

自旋轨道顺序不同，即使HR矩阵维数相同，也不能直接混用。WannierTools能把相应输入次序转换为自己使用的标准分块次序，并用 export_newhr 导出HR。

下载完整输入、四份原生导出HR、读取和绘图脚本，保存为 example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd wanniertools-export-HR
bash read.sh
bash plot.sh

使用 wanniertools/2.7.0-8173m CPU MPI模块，构建为oneAPI 2023.2、ifort 2021.10.0、Intel MPI 2021.10、MKL 2023.2.0及ARPACK-NG 3.9.1。脚本依赖NumPy、Matplotlib。本例是自建的4轨道复数厄米紧束缚模型，用于文件转换操作，没有DFT前置计算。

1. 完整输入与两个关键字段#

&TB_FILE
 Hrfile='model_hr.dat',Package='QE'
/
&CONTROL
 export_newhr=T
/
&SYSTEM
 NumOccupied=2,SOC=1,E_FERMI=0,Nslab=4
/
&PARAMETERS
 Nk1=3,Nk2=3,Nk3=3,NP=1
/
LATTICE
Angstrom
3 0 0
0 3 0
0 0 3
ATOM_POSITIONS
1
Direct
X 0 0 0
PROJECTORS
2
X s px
SURFACE
1 0 0
0 1 0

Package='QE' 使当前版本按对应输入排列解释自旋轨道；export_newhr=T 请求导出。不是仅添加后一个开关，就能对任何来源自动猜出正确基组。

cat inputs/identity/model_hr.dat
head reference-results/identity/wannier90_hr_standard.dat

2. 从什么顺序变到什么顺序#

本例输入的4个基函数顺序为：

1↑，1↓，2↑，2↓

导出标准顺序为：

1↑，2↑，1↓，2↓

对应从1开始的索引置换 1,3,2,4，矩阵的行和列必须同时重排，不能只交换某两行。真实输出文件为 wannier90_hr_standard.dat。

图中使用在位块 H(R=0) 的模作示意，CSV同时保存实际实部和虚部。图的差别来自基组换序，不代表物理在位能发生变化。

3. 重新提交并读取#

python3 prepare.py
cd work-new
sbatch ../submit.sh
squeue -u "$USER"
# 作业结束后
cd ..
bash read.sh work-new
bash plot.sh

模板实际使用1个MPI进程、OMP线程1，按本站规则申请56核整节点并整节点计费。它运行两个独立导出目录，不会再提交原生能带或DFT任务。

ls work-new/identity/wannier90_hr_*.dat
cat analysis-read/DATA-VALIDATION.json

本例原生导出矩阵与独立置换逐元素一致到 1E-12 eV 内，27个k点的本征值保持不变。这里只是输入与导出矩阵的独立后处理，没有额外执行一次原生能带任务。

原生导出格式保留6位小数；本例输入系数本来就是有限小数，因此能做这样的严格比较。自己的模型含更细小矩阵元时，需要检查导出精度，不能把本例的一致性当作任意文件都保留全部位数的承诺。

4. 导出后再次读取#

标准文件已经重排，后续不要仍标为需要再次重排的QE输入。 使用本例的标准分块文件时，TB_FILE可写为：

&TB_FILE
 Hrfile='wannier90_hr_standard.dat',Package='VASP'
/

这里的 Package='VASP' 用于选择当前版本的标准排列读取路径，不是把数据来源改称为VASP。应另行保留原始数据的实际来源说明。不要写成 VASP6，该名称在当前分支也会进入相应重排路径。

换实际HR时，先确认导出软件、SOC选项、Wannier基组与中心顺序，再选择Package。若只想学习晶胞变化后的R索引，接着看新晶胞HR导出。

在位矩阵实部和虚部CSV、27点等价性数据。