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wannier90計算得到_hr.dat文件，如何得到onsite和hopping能量 已有1人參與
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最近看到一些文獻，分析了結構中每個原子每個軌道的onsite和hopping的能量，然后結合晶體場理論做出了一些分析，我想知道是如何得到這些能量的。求大佬們指點一下。 發(fā)自小木蟲手機客戶端 |
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2樓2025-09-23 13:08:59
rlafite
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“每個原子每個軌道的 onsite 能量和 hopping 能量”，通常是通過從第一性原理計算得到的能帶結構，投影到局域軌道基底，構建緊束縛模型（tight-binding model）或 Wannier 函數(shù)哈密頓量得到的。 1. 先從 DFT 得到哈密頓量 你先用 DFT（VASP、QE、WIEN2k、ELK…）算出自洽電荷密度和能帶。 DFT 本身得到的是平面波基底下的哈密頓量，不是直接的“原子軌道能量和躍遷矩陣”。 2. 局域化：投影到原子軌道基底 有兩條主流方法： 方法 A：直接投影到原子軌道 (Projected Tight Binding) 對平面波波函數(shù)做投影，得到每個原子軌道（如 d_xy, d_xz, p_x）的投影系數(shù)。 在這個基底上構造哈密頓量矩陣 𝐻𝑖𝑗。對角元 𝐻𝑖𝑖 就是所謂 onsite energy。 非對角元𝐻𝑖𝑗 （i≠j）就是原子 i 和 j 之間的 hopping 參數(shù)（躍遷能）。 這種方法計算比較直接，但對軌道正交性要求比較高。 方法 B：Wannierization (Maximally Localized Wannier Functions, MLWF) 先選擇一組目標能帶（比如價帶+導帶的 d/p 帶）。 用 Wannier90 等工具生成局域 Wannier 函數(shù)。 在 Wannier 基底下的哈密頓量是稀疏的，矩陣元就是： 對角元 = onsite energy 非對角元 = hopping (可能包括長程跳躍) 好處：Wannier 化的哈密頓量可以很好地再現(xiàn)原始 DFT 能帶，而且 Wannier 函數(shù)具有類似原子軌道的局域性，可以很好地和晶體場理論結合。 |
3樓2025-09-24 00:09:23
rlafite
木蟲 (正式寫手)
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【答案】應助回帖
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“每個原子每個軌道的 onsite 能量和 hopping 能量”，通常是通過從第一性原理計算得到的能帶結構，投影到局域軌道基底，構建緊束縛模型（tight-binding model）或 Wannier 函數(shù)哈密頓量得到的。 1. 先從 DFT 得到哈密頓量 你先用 DFT（VASP、QE、WIEN2k、ELK…）算出自洽電荷密度和能帶。 DFT 本身得到的是平面波基底下的哈密頓量，不是直接的“原子軌道能量和躍遷矩陣”。 2. 局域化：投影到原子軌道基底 有兩條主流方法： 方法 A：直接投影到原子軌道 (Projected Tight Binding) 對平面波波函數(shù)做投影，得到每個原子軌道（如 d_xy, d_xz, p_x）的投影系數(shù)。 在這個基底上構造哈密頓量矩陣H_ij;。對角元 H_ii; 就是所謂 onsite energy。 非對角元H_ij; （i≠j）就是原子 i 和 j 之間的 hopping 參數(shù)（躍遷能）。 這種方法計算比較直接，但對軌道正交性要求比較高。 方法 B：Wannierization (Maximally Localized Wannier Functions, MLWF) 先選擇一組目標能帶（比如價帶+導帶的 d/p 帶）。 用 Wannier90 等工具生成局域 Wannier 函數(shù)。 在 Wannier 基底下的哈密頓量是稀疏的，矩陣元就是： 對角元 = onsite energy 非對角元 = hopping (可能包括長程跳躍) 好處：Wannier 化的哈密頓量可以很好地再現(xiàn)原始 DFT 能帶，而且 Wannier 函數(shù)具有類似原子軌道的局域性，可以很好地和晶體場理論結合。 有了 onsite 和 hopping，你就可以： 看 d 軌道 onsite energies 的相對大小 -> 分析晶體場劈裂（t₂g/eg 等） 看 hopping 強度和符號 -> 分析超交換路徑、帶寬、有效模型（Hubbard 模型、Heisenberg 模型） |
4樓2025-09-24 00:19:01
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您好，我已經通過wannier90計算得到了hr.dat和wout文件，結構并非標準的正八面體，所以存在兩個問題 問題一  nsite energy 的eg和t2g軌道并不簡并（圖中1和4是eg軌道，235為t2g軌道）問題二:后續(xù)如何通過hr.dat得到hopping 向您請教一下計算流程，非常感謝您的答復 發(fā)自小木蟲手機客戶端 |
5樓2025-09-24 10:33:10
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