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wannier90计算得到_hr.dat文件，如何得到onsite和hopping能量 已有1人参与
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最近看到一些文献，分析了结构中每个原子每个轨道的onsite和hopping的能量，然后结合晶体场理论做出了一些分析，我想知道是如何得到这些能量的。求大佬们指点一下。 发自小木虫手机客户端 |
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2楼2025-09-23 13:08:59
rlafite
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【答案】应助回帖
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“每个原子每个轨道的 onsite 能量和 hopping 能量”，通常是通过从第一性原理计算得到的能带结构，投影到局域轨道基底，构建紧束缚模型（tight-binding model）或 Wannier 函数哈密顿量得到的。 1. 先从 DFT 得到哈密顿量 你先用 DFT（VASP、QE、WIEN2k、ELK…）算出自洽电荷密度和能带。 DFT 本身得到的是平面波基底下的哈密顿量，不是直接的“原子轨道能量和跃迁矩阵”。 2. 局域化：投影到原子轨道基底 有两条主流方法： 方法 A：直接投影到原子轨道 (Projected Tight Binding) 对平面波波函数做投影，得到每个原子轨道（如 d_xy, d_xz, p_x）的投影系数。 在这个基底上构造哈密顿量矩阵 𝐻𝑖𝑗。对角元 𝐻𝑖𝑖 就是所谓 onsite energy。 非对角元𝐻𝑖𝑗 （i≠j）就是原子 i 和 j 之间的 hopping 参数（跃迁能）。 这种方法计算比较直接，但对轨道正交性要求比较高。 方法 B：Wannierization (Maximally Localized Wannier Functions, MLWF) 先选择一组目标能带（比如价带+导带的 d/p 带）。 用 Wannier90 等工具生成局域 Wannier 函数。 在 Wannier 基底下的哈密顿量是稀疏的，矩阵元就是： 对角元 = onsite energy 非对角元 = hopping (可能包括长程跳跃) 好处：Wannier 化的哈密顿量可以很好地再现原始 DFT 能带，而且 Wannier 函数具有类似原子轨道的局域性，可以很好地和晶体场理论结合。 |
3楼2025-09-24 00:09:23
rlafite
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“每个原子每个轨道的 onsite 能量和 hopping 能量”，通常是通过从第一性原理计算得到的能带结构，投影到局域轨道基底，构建紧束缚模型（tight-binding model）或 Wannier 函数哈密顿量得到的。 1. 先从 DFT 得到哈密顿量 你先用 DFT（VASP、QE、WIEN2k、ELK…）算出自洽电荷密度和能带。 DFT 本身得到的是平面波基底下的哈密顿量，不是直接的“原子轨道能量和跃迁矩阵”。 2. 局域化：投影到原子轨道基底 有两条主流方法： 方法 A：直接投影到原子轨道 (Projected Tight Binding) 对平面波波函数做投影，得到每个原子轨道（如 d_xy, d_xz, p_x）的投影系数。 在这个基底上构造哈密顿量矩阵H_ij;。对角元 H_ii; 就是所谓 onsite energy。 非对角元H_ij; （i≠j）就是原子 i 和 j 之间的 hopping 参数（跃迁能）。 这种方法计算比较直接，但对轨道正交性要求比较高。 方法 B：Wannierization (Maximally Localized Wannier Functions, MLWF) 先选择一组目标能带（比如价带+导带的 d/p 带）。 用 Wannier90 等工具生成局域 Wannier 函数。 在 Wannier 基底下的哈密顿量是稀疏的，矩阵元就是： 对角元 = onsite energy 非对角元 = hopping (可能包括长程跳跃) 好处：Wannier 化的哈密顿量可以很好地再现原始 DFT 能带，而且 Wannier 函数具有类似原子轨道的局域性，可以很好地和晶体场理论结合。 有了 onsite 和 hopping，你就可以： 看 d 轨道 onsite energies 的相对大小 -> 分析晶体场劈裂（t₂g/eg 等） 看 hopping 强度和符号 -> 分析超交换路径、带宽、有效模型（Hubbard 模型、Heisenberg 模型） |
4楼2025-09-24 00:19:01
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您好，我已经通过wannier90计算得到了hr.dat和wout文件，结构并非标准的正八面体，所以存在两个问题 问题一  nsite energy 的eg和t2g轨道并不简并（图中1和4是eg轨道，235为t2g轨道）问题二:后续如何通过hr.dat得到hopping 向您请教一下计算流程，非常感谢您的答复  发自小木虫手机客户端 |
5楼2025-09-24 10:33:10
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