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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » Vasp&MedeA » GW方法计算能带求助
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lchchl

铜虫 (小有名气)

[求助] GW方法计算能带求助

VASP中，用GW方法计算能带的具体步骤是怎么样的呢？
GW方法能否计算沿特定高对称性方向的能带呢？在用GW方法计算能带的整个过程中，INCAR中哪些参数是需要注意的呢？
最近尝试用GW方法计算能带，在最后计算band时总是报下面这个错
error in IBZKPT_HF: two k-points are equivalent           1         236
  this will cause problems in the HF routine
希望虫友们帮忙指正，万分感谢啊！
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1楼2013-05-28 21:37:28
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
lchchl: 金币+5, ★★★很有帮助 2013-05-29 13:46:33
lchchl: 金币+5, ★★★很有帮助 2013-05-31 09:49:10
在原理上，GW方法只能计算K网格上的点，就是说如果你的DFT是在N1*N2*N3的网格上计算的，在这个DFT结果上进行的GW计算只能算这些网格上的点。

GW方法不能像DFT一样直接沿高对称线直接计算，要算能带只能通过wannier函数插值。vasp里面就是用的这个方法，要使用插值在编译vasp的时候要加-DWANNIER90选项，在计算的时候加LWANNIER = .true.。

还有一种可能的途径是把K点取得非常密，把高对称线上的k点都包进去，不过估计得把整个天河或者是曙光租下来才能算得动。
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2楼2013-05-29 09:23:50
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流，， 2013-06-03 21:54:30
补充说明:
算GW时NBANDS和NOMEGA必须是CPU核心数整数倍，不然计算结果不对。

INCAR.static:
Job control:
SYSTEM = Pristine Graphene
PREC   = Normal
NPAR   = 4

System information:
ISPIN  = 1
ISMEAR = 0
SIGMA  = 0.01
ENCUT  = 400

Electrons:
LREAL  = .FALSE.
ALGO   = Normal
EDIFF  = 1.5E-9
NELM   = 250

Ions:
NSW    = 0
IBRION = -1

INCAR.bands:
Job control:
SYSTEM  = Pristine Graphene
PREC    = Normal
LOPTICS = .TRUE.
NPAR    = 4

System information:
ISPIN   = 1
ISMEAR  = 0
SIGMA   = 0.01
ENCUT   = 400
NBANDS  = 192

Electrons:
LREAL   = .FALSE.
ALGO    = Exact
NELM    = 1

Ions:
NSW     = 0
IBRION  = -1

INCAR.gw:
Job control:
SYSTEM   = Pristine Graphene
PREC     = Normal
LWAVE    = .TRUE.

System information:
ISPIN    = 1
ISMEAR   = 0
SIGMA    = 0.01
ENCUT    = 400
NBANDS   = 192

Electrons:
LREAL    = .FALSE.

Ions:
NSW      = 0
IBRION   = -1

GW:
PRECFOCK = Normal
ALGO     = GW0
NELM     = 1
NOMEGA   = 72
ENCUTGW  = 200
NBANDSGW = 24
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3楼2013-05-29 09:27:34
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

首先要先编译好wannier90，然后主要编辑CPP和LINK这两个字段。
下面是我编译VASP的Makefile：
.SUFFIXES: .inc .f .f90 .F

#  - ifc.11.1 partially recommended (some problems with Gamma only and intel fftw)
#             Build 20090630 Package ID: l_cprof_p_11.1.046
#  - ifort.12.1 strongly recommended (we use this to compile vasp)
#             Version 12.1.5.339 Build 20120612
#

# all CPP processed fortran files have the extension .f90
SUFFIX=.f90

#-----------------------------------------------------------------------
# fortran compiler and linker
#-----------------------------------------------------------------------
FC=ifort
# fortran linker
FCL=$(FC)


#-----------------------------------------------------------------------
# whereis CPP ?? (I need CPP, can't use gcc with proper options)
# that's the location of gcc for SUSE 5.3
#
#  CPP_   =  /usr/lib/gcc-lib/i486-linux/2.7.2/cpp -P -C
#
# that's probably the right line for some Red Hat distribution:
#
#  CPP_   =  /usr/lib/gcc-lib/i386-redhat-linux/2.7.2.3/cpp -P -C
#
#  SUSE X.X, maybe some Red Hat distributions:

CPP_ =  ./preprocess <$*.F | /usr/bin/cpp -P -C -traditional >$*$(SUFFIX)

# this release should be fpp clean
# we now recommend fpp as preprocessor
# if this fails go back to cpp
CPP_=fpp -f_com=no -free -w0 $*.F $*$(SUFFIX)

#-----------------------------------------------------------------------
# possible options for CPP:
# NGXhalf             charge density   reduced in X direction
# wNGXhalf            gamma point only reduced in X direction
# avoidalloc          avoid ALLOCATE if possible
# PGF90               work around some for some PGF90 / IFC bugs
# CACHE_SIZE          1000 for PII,PIII, 5000 for Athlon, 8000-12000 P4, PD
# RPROMU_DGEMV        use DGEMV instead of DGEMM in RPRO (depends on used BLAS)
# RACCMU_DGEMV        use DGEMV instead of DGEMM in RACC (depends on used BLAS)
# tbdyn                 MD package of Tomas  Bucko
#-----------------------------------------------------------------------

CPP     = $(CPP_)  -DHOST=\"LinuxIFC\" \
          -DCACHE_SIZE=12000 -DPGF90 -Davoidalloc -DNGXhalf \
          -DRPROMU_DGEMV  -DRACCMU_DGEMV  -DVASP2WANNIER90

#-----------------------------------------------------------------------
# general fortran flags  (there must a trailing blank on this line)
# byterecl is strictly required for ifc, since otherwise
# the WAVECAR file becomes huge
#-----------------------------------------------------------------------

FFLAGS =  -FR -names lowercase -assume byterecl -Wl,-rpath=/vol-th/home/someone/lib/intel_11

#-----------------------------------------------------------------------
# optimization
# we have tested whether higher optimisation improves performance
# -axK  SSE1 optimization,  but also generate code executable on all mach.
#       xK improves performance somewhat on XP, and a is required in order
#       to run the code on older Athlons as well
# -xW   SSE2 optimization
# -axW  SSE2 optimization,  but also generate code executable on all mach.
# -tpp6 P3 optimization
# -tpp7 P4 optimization
#-----------------------------------------------------------------------

# ifc.9.1, ifc.10.1 recommended
OFLAG=-O2 -ip -xSSE4.2

OFLAG_HIGH = $(OFLAG)
OBJ_HIGH =
OBJ_NOOPT =
DEBUG  = -FR -O0
INLINE = $(OFLAG)

#-----------------------------------------------------------------------
# the following lines specify the position of BLAS  and LAPACK
# we recommend to use mkl, that is simple and most likely
# fastest in Intel based machines
#-----------------------------------------------------------------------

# mkl path for ifc 12 compiler
MKL_PATH=/opt/intel/Compiler/11.1/059/mkl/lib/em64t


# BLAS
# setting -DRPROMU_DGEMV  -DRACCMU_DGEMV in the CPP lines usually speeds up program execution
# BLAS= -Wl,--start-group $(MKL_PATH)/libmkl_intel_lp64.a $(MKL_PATH)/libmkl_intel_thread.a $(MKL_PATH)/libmkl_core.a -Wl,--end-group -lguide
# faster linking and available from at least version 11
BLAS=-Wl,--start-group $(MKL_PATH)/libmkl_blas95_lp64.a $(MKL_PATH)/libmkl_intel_lp64.a  \
         $(MKL_PATH)/libmkl_intel_thread.a $(MKL_PATH)/libmkl_core.a -Wl,--end-group -liomp5 -lpthread

# LAPACK, use vasp.5.lib/lapack_double

#LAPACK= ../vasp.5.lib/lapack_double.o

# LAPACK from mkl, usually faster and contains scaLAPACK as well


LAPACK=-Wl,--start-group $(MKL_PATH)/libmkl_lapack95_lp64.a $(MKL_PATH)/libmkl_intel_lp64.a  \
         $(MKL_PATH)/libmkl_intel_thread.a $(MKL_PATH)/libmkl_core.a -Wl,--end-group -liomp5 -lpthread
#-----------------------------------------------------------------------

LIB  = -L../vasp.5.lib -ldmy \
     /vol-th/home/someone/code/wannier90-1.2/lib/libwannier.a \
     ../vasp.5.lib/linpack_double.o $(LAPACK)  $(BLAS)

# options for linking, nothing is required (usually)
LINK =

#-----------------------------------------------------------------------
# fft libraries:
# VASP.5.2 can use fftw.3.1.X (http://www.fftw.org)
# since this version is faster on P4 machines, we recommend to use it
#-----------------------------------------------------------------------

FFT3D   = fft3dfurth.o fft3dlib.o

#=======================================================================
# MPI section, uncomment the following lines until
#    general  rules and compile lines
# presently we recommend OPENMPI, since it seems to offer better
# performance than lam or mpich
#
# !!! Please do not send me any queries on how to install MPI, I will
# certainly not answer them !!!!
#=======================================================================
#-----------------------------------------------------------------------
# fortran linker for mpi
#-----------------------------------------------------------------------

FC=mpif90
FCL=$(FC)

#-----------------------------------------------------------------------
# additional options for CPP in parallel version (see also above):
# NGZhalf             charge density   reduced in Z direction
# wNGZhalf            gamma point only reduced in Z direction
# scaLAPACK           use scaLAPACK (recommended if mkl is available)
# avoidalloc          avoid ALLOCATE if possible
# PGF90               work around some for some PGF90 / IFC bugs
# CACHE_SIZE          1000 for PII,PIII, 5000 for Athlon, 8000-12000 P4, PD
# RPROMU_DGEMV        use DGEMV instead of DGEMM in RPRO (depends on used BLAS)
# RACCMU_DGEMV        use DGEMV instead of DGEMM in RACC (depends on used BLAS)
# tbdyn                 MD package of Tomas  Bucko
#-----------------------------------------------------------------------

#-----------------------------------------------------------------------

CPP    = $(CPP_) -DMPI  -DHOST=\"LinuxIFC\" -DIFC \
     -DCACHE_SIZE=4000 -DPGF90 -Davoidalloc -DNGZhalf \
     -DMPI_BLOCK=8000 -Duse_collective -DscaLAPACK \
     -DRPROMU_DGEMV  -DRACCMU_DGEMV  -DVASP2WANNIER90

#-----------------------------------------------------------------------
# libraries
#-----------------------------------------------------------------------

BLACS=$(MKL_PATH)/libmkl_blacs_intelmpi_lp64.a
SCA= $(MKL_PATH)/libmkl_scalapack_lp64.a $(BLACS)
LIB     = -L../vasp.5.lib -ldmy  \
      /vol-th/home/someone/code/wannier90-1.2/lib/libwannier.a \
      ../vasp.5.lib/linpack_double.o $(SCA) $(LAPACK) $(BLAS)

#-----------------------------------------------------------------------
# parallel FFT
#-----------------------------------------------------------------------

# FFT: fftmpi.o with fft3dlib of Juergen Furthmueller
FFT3D   = fftmpi.o fftmpi_map.o fft3dfurth.o fft3dlib.o

#-----------------------------------------------------------------------
# general rules and compile lines
#-----------------------------------------------------------------------
BASIC=   symmetry.o symlib.o   lattlib.o  random.o   


SOURCE=  base.o     mpi.o      smart_allocate.o      xml.o  \
         constant.o jacobi.o   main_mpi.o  scala.o   \
         asa.o      lattice.o  poscar.o   ini.o  mgrid.o  xclib.o  vdw_nl.o  xclib_grad.o \
         radial.o   pseudo.o   gridq.o     ebs.o  \
         mkpoints.o wave.o     wave_mpi.o  wave_high.o  spinsym.o \
         $(BASIC)   nonl.o     nonlr.o    nonl_high.o dfast.o    choleski2.o \
         mix.o      hamil.o    xcgrad.o   xcspin.o    potex1.o   potex2.o  \
         constrmag.o cl_shift.o relativistic.o LDApU.o \
         paw_base.o metagga.o  egrad.o    pawsym.o   pawfock.o  pawlhf.o   rhfatm.o  hyperfine.o paw.o   \
         mkpoints_full.o       charge.o   Lebedev-Laikov.o  stockholder.o dipol.o    pot.o \
         dos.o      elf.o      tet.o      tetweight.o hamil_rot.o \
         chain.o    dyna.o     k-proj.o    sphpro.o    us.o  core_rel.o \
         aedens.o   wavpre.o   wavpre_noio.o broyden.o \
         dynbr.o    hamil_high.o  rmm-diis.o reader.o   writer.o   tutor.o xml_writer.o \
         brent.o    stufak.o   fileio.o   opergrid.o stepver.o  \
         chgloc.o   fast_aug.o fock_multipole.o  fock.o  mkpoints_change.o sym_grad.o \
         mymath.o   internals.o npt_dynamics.o   dynconstr.o dimer_heyden.o dvvtrajectory.o vdwforcefield.o \
         nmr.o      pead.o     subrot.o   subrot_scf.o \
         force.o    pwlhf.o    gw_model.o optreal.o  steep.o    davidson.o  david_inner.o \
         electron.o rot.o  electron_all.o shm.o    pardens.o  paircorrection.o \
         optics.o   constr_cell_relax.o   stm.o    finite_diff.o elpol.o    \
         hamil_lr.o rmm-diis_lr.o  subrot_cluster.o subrot_lr.o \
         lr_helper.o hamil_lrf.o   elinear_response.o ilinear_response.o \
         linear_optics.o \
         setlocalpp.o  wannier.o electron_OEP.o electron_lhf.o twoelectron4o.o \
         mlwf.o     ratpol.o screened_2e.o wave_cacher.o chi_base.o wpot.o \
         local_field.o ump2.o ump2kpar.o fcidump.o ump2no.o \
         bse_te.o bse.o acfdt.o chi.o sydmat.o dmft.o \
         rmm-diis_mlr.o  linear_response_NMR.o wannier_interpol.o linear_response.o

vasp: $(SOURCE) $(FFT3D) $(INC) main.o
        rm -f vasp
        $(FCL) -o vasp main.o  $(SOURCE)   $(FFT3D) $(LIB) $(LINK)
makeparam: $(SOURCE) $(FFT3D) makeparam.o main.F $(INC)
        $(FCL) -o makeparam  $(LINK) makeparam.o $(SOURCE) $(FFT3D) $(LIB)
zgemmtest: zgemmtest.o base.o random.o $(INC)
        $(FCL) -o zgemmtest $(LINK) zgemmtest.o random.o base.o $(LIB)
dgemmtest: dgemmtest.o base.o random.o $(INC)
        $(FCL) -o dgemmtest $(LINK) dgemmtest.o random.o base.o $(LIB)
ffttest: base.o smart_allocate.o mpi.o mgrid.o random.o ffttest.o $(FFT3D) $(INC)
        $(FCL) -o ffttest $(LINK) ffttest.o mpi.o mgrid.o random.o smart_allocate.o base.o $(FFT3D) $(LIB)
kpoints: $(SOURCE) $(FFT3D) makekpoints.o main.F $(INC)
        $(FCL) -o kpoints $(LINK) makekpoints.o $(SOURCE) $(FFT3D) $(LIB)

clean:       
        -rm -f *.g *.f *.o *.L *.mod ; touch *.F

main.o: main$(SUFFIX)
        $(FC) $(FFLAGS)$(DEBUG)  $(INCS) -c main$(SUFFIX)
xcgrad.o: xcgrad$(SUFFIX)
        $(FC) $(FFLAGS) $(INLINE)  $(INCS) -c xcgrad$(SUFFIX)
xcspin.o: xcspin$(SUFFIX)
        $(FC) $(FFLAGS) $(INLINE)  $(INCS) -c xcspin$(SUFFIX)

makeparam.o: makeparam$(SUFFIX)
        $(FC) $(FFLAGS)$(DEBUG)  $(INCS) -c makeparam$(SUFFIX)

makeparam$(SUFFIX): makeparam.F main.F
#
# MIND: I do not have a full dependency list for the include
# and MODULES: here are only the minimal basic dependencies
# if one strucuture is changed then touch_dep must be called
# with the corresponding name of the structure
#
base.o: base.inc base.F
mgrid.o: mgrid.inc mgrid.F
constant.o: constant.inc constant.F
lattice.o: lattice.inc lattice.F
setex.o: setexm.inc setex.F
pseudo.o: pseudo.inc pseudo.F
mkpoints.o: mkpoints.inc mkpoints.F
wave.o: wave.F
nonl.o: nonl.inc nonl.F
nonlr.o: nonlr.inc nonlr.F

$(OBJ_HIGH):
        $(CPP)
        $(FC) $(FFLAGS) $(OFLAG_HIGH) $(INCS) -c $*$(SUFFIX)
$(OBJ_NOOPT):
        $(CPP)
        $(FC) $(FFLAGS) $(INCS) -c $*$(SUFFIX)

fft3dlib_f77.o: fft3dlib_f77.F
        $(CPP)
        $(F77) $(FFLAGS_F77) -c $*$(SUFFIX)

.F.o:
        $(CPP)
        $(FC) $(FFLAGS) $(OFLAG) $(INCS) -c $*$(SUFFIX)
.F$(SUFFIX):
        $(CPP)
$(SUFFIX).o:
        $(FC) $(FFLAGS) $(OFLAG) $(INCS) -c $*$(SUFFIX)

# special rules
#-----------------------------------------------------------------------
# these special rules have been tested for ifc.11 and ifc.12 only

fft3dlib.o : fft3dlib.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O2 -c $*$(SUFFIX)
fft3dfurth.o : fft3dfurth.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O1 -c $*$(SUFFIX)
fftw3d.o : fftw3d.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O1 $(INCS) -c $*$(SUFFIX)
fftmpi.o : fftmpi.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O1 -c $*$(SUFFIX)
fftmpiw.o : fftmpiw.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O1 $(INCS) -c $*$(SUFFIX)
wave_high.o : wave_high.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O1 -c $*$(SUFFIX)
# the following rules are probably no longer required (-O3 seems to work)
wave.o : wave.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O2 -c $*$(SUFFIX)
paw.o : paw.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O2 -c $*$(SUFFIX)
cl_shift.o : cl_shift.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O2 -c $*$(SUFFIX)
us.o : us.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O2 -c $*$(SUFFIX)
LDApU.o : LDApU.F
        $(CPP)
        $(FC) -FR -lowercase -O2 -c $*$(SUFFIX)
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7楼2013-05-31 10:09:11
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
★ ★
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流，， 2013-06-03 21:54:50
上面说错了，主要是CPP和LIB字段。如果用了Scalapack就需要修改两次。

wannier90主要有两个模块，一个以插件形式存在供其它程序调用，另一个是可执行文件。

在用算GW之前准备好wannier90插件的输入文件，然后在算GW的INCAR中加入LWANNIER90 = .TRUE.。这样VASP就能根据输入文件算出wannier90所需的物理量。

用VASP算完后，先运行一次wannier90程序得到最大局域化wannier函数，再运行一次wannier90程序就可以得到最终结果。
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lchchl
8楼2013-05-31 10:24:52
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by lchchl at 2013-06-20 20:36:43
我在安装wannier90的时候出了点问题，能不能把你的wannier90安装的makefile贴出来参考一下啊。非常感谢啊！...

#===================
# ifort
#===================
F90 = ifort
FCOPTS = -O2
LDOPTS = -O2


#=======================
# ATLAS Blas and LAPACK
#=======================
#LIBDIR = /usr/local/lib
#LIBS = -L$(LIBDIR)  -llapack -lf77blas -lcblas -latlas


#=======================
# MKL LAPACK and BLAS
#=======================
LIBDIR = *****EDITIT*****
LIBS = -L$(LIBDIR)  -lmkl_intel_lp64 -lmkl_sequential -lmkl_core
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10楼2013-06-21 09:09:32
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
引用回帖:
13楼: Originally posted by 40961001 at 2014-07-09 21:25:30
请问wannier90插件的输入文件时wannier90.win 吗？我运行了VASP后没有得到  wannier90.mmn 和wannier90.amn，然后也就没办发运行wannier90的可执行程序？...

不好意思，我虽然编译过wannier90，但之后就放在那里没用过，因此给不出建议。
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14楼2014-07-10 10:22:54
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
引用回帖:
15楼: Originally posted by 对马拉二胡 at 2015-05-16 21:39:16
大神，我想请教一下，做结构的费米面，wannier90这个软件可以实现。安装了wannier90 2.0版本
按照官方教程计算Si的能带。
第一步先优化，静态计算。 第二步 计算DFT virtual orbital 。 第三步结合wannier90计算 ...

不好意思，这个我不清楚。我编译wannier90之后就没用过。
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17楼2015-05-16 22:04:48
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
引用回帖:
18楼: Originally posted by 对马拉二胡 at 2015-05-17 01:24:48
谢谢，那wannier90这个软件是直接make就可以了，还是make之后要修改VASP源代码，才能加LWANNIER90 = .TRUE.？
...

先编译wannier90，再修改VASP的Makefile，最后编译vasp。
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19楼2015-05-17 09:51:08
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
引用回帖:
23楼: Originally posted by heyong0104 at 2018-03-07 09:21:25
您讲的非常详细，很受益！想请问一下，在计算时ALGO这个tag中的GW、GW0的选择依据是什么？谢谢
...

GW和GW0指定在自洽迭代时，是否重新计算G和W，有0那个物理量不计算。

一般都选择GW0。
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24楼2018-03-07 10:20:59
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
引用回帖:
26楼: Originally posted by 闵静静 at 2018-06-13 15:21:40
你好，算GW时用wannnier插值计算能带，与GW0过程是一致的吗？只有进行真正GW计算时设置INCAR中的ALGO-scGW吗？...

是一致的。
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27楼2018-06-13 15:40:56
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