Effect of Hubbard U on the construction of low energy Hamiltonians for LaMnO_3 via maximally localized Wannier functions
基于第一性原理电子结构计算，采用最大定域Wannier函数对LaMnO_3的e_g带进行紧束缚（TB）参数化.我们比较了两种不同的方法来表示费米能级周围的相关能带：i）d-p模型，包括对应于TB基中的Mn（d）和O（p）态的类原子轨道，和ii）有效的e_g模型，每个Mn位只包括两个类e_g的Wannier函数。我们首先在d-p模型中建立Jahn-Teller畸变的影响，然后比较两个模型的TB表示，从GGA+U计算获得不同的Hubbard参数U值。我们发现，在d-p模型的情况下，TB参数是相当独立的具体值的U，如果比较适当的多带哈伯德哈密顿的平均场近似。相反，有效e_g模型的TB参数的U依赖性不能容易地与相应的平均场哈伯德模型相关，因此这些参数关键地取决于U的特定值，并且更一般地取决于在电子结构计算中使用的特定交换相关泛函。
2011-04-07 cond-mat.str-el
Maximally-localized Wannier functions for GW quasiparticles
我们回顾了多体微扰理论的自洽GW近似和从能带群生成最优局域化Wannier函数的形式。我们表明，准粒子布洛赫波函数，从这样的GW计算可以在这个Wannier框架内使用。这些Wannier函数可以用来插值的多体能带结构从粗网格上的布里渊区点，它是已知的，从初始计算到通常的对称线，我们证明了这一过程是准确和有效的自洽GW能带结构。这些Wannier函数与化学界讨论的键轨道的相似性使我们预期密度泛函和多体函数之间的差异可以定性解释。然而，在所研究的案例中，差异被证明是微乎其微的。给出了SrTiO_3和固体氩的详细结果。
2008-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Construction of Wannier functions from the spectral moments of correlated electron systems
当考虑前四个谱矩时，可以描述标准Kohn-Sham（KS）密度泛函理论（DFT）中缺失的谱特征，例如上、下Hubbard带以及谱卫星峰，并且可以校正带宽。因此，我们最近设计了一个\textit{moment-functional based spectral density functional theory}（MFBSDFT）。然而，在理论固态物理中的许多计算工具，如最大局域化的Wannier函数（MLWF）的建设，已经开发了KS-DFT和需要修改，如果他们被认为是用于MFbSDFT。在这里，我们展示了如何广义Wannier函数可以从前四个谱矩矩阵构造。我们将这些函数称为\textit{maximally localized spectral moment Wannier functions}（MLSMWF）。我们演示了如何MLSMWFs可以用来计算反常霍尔效应（AHE）在fcc镍的Wannier插值。更一般地，可以根据第一$2P$矩（$P=1,2,3,\dots$）来计算MLSMWF。使用4个以上的矩打开了在MFBSDFT中准确再现所有光谱特征的前景。
2023-01-11 cond-mat.str-el
Maximally localized Wannier functions in LaMnO3 within PBE+U, hybrid functionals, and partially self-consistent GW: an efficient route to construct ab-initio tight-binding parameters for e_g perovskites
利用新开发的VASP 2 WANNIER 90界面，我们构造了典型的Jahn-Teller磁性钙钛矿LaMnO 3在交换关联核的不同近似水平下的e_g态的最大局域Wannier函数（MLWF）。这些包括传统的密度泛函理论（DFT），并没有额外的现场哈伯德U项，混合DFT，部分自洽GW。通过适当地映射MLWF到一个有效的e_g紧束缚（TB）的哈密顿量，我们已经计算出一套完整的TB参数，这应该作为指导更精细的处理相关效应的有效的哈密顿为基础的方法。的方法依赖的变化的计算TB参数和它们的相互作用与电子-电子（EL EL）相互作用项进行了讨论和解释。我们讨论了两种替代模型参数化：一种是在其他“非相互作用”TB参数中隐含地纳入EL-EL相互作用的影响，第二种是在TB哈密顿量中包含明确的平均场EL-EL相互作用项。这两种模型产生一组列表TB参数提供了良好的协议与底层从头算和MLWF频带的频带色散。
2012-05-14 cond-mat.str-el
Band selection and disentanglement using maximally-localized Wannier functions: the cases of Co impurities in bulk copper and the Cu (111) surface
我们采用了[I]的极大局部化Wannier函数方法。Souza，N. Marzari和D. Vanderbilt，Phys.Rev.B65，035109（2002）]到基于密度泛函理论的Siesta方法[J.M. Soler等人，J.物理学：Cond. Mat. 14，2745（2002）]，并将其应用于本体铜以及Cu（111）表面中的Co替代杂质的研究。在钴杂质的情况下，我们已经减少了问题的钴d-电子和铜sp-带，使我们能够获得一个安德森一样的哈密顿量从定义良好的密度泛函参数在一个完全正交基组。为了检验Wannier方法对表面的质量，我们通过再次将密度泛函问题转化为Wannier表象来研究Cu（111）表面的电子结构。一个很好的描述肖克利表面状态的实现，使我们有信心在应用这种方法的扩展表面状态的存在下，在未来的磁性吸附物的研究。
2010-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wannier states of fcc symmetry qualifying paramagnetic NiO to be a Mott insulator
这封信扩展了我最近关于反铁磁NiO的论文[Structural Distortion Stabilizing the Anti-ferromagnetic and Insulating基态of NiO，Symmetry 2020，12（1），56]，其中还包括该化合物的顺磁相。我报告的证据表明，顺磁性NiO具有一个狭窄的，大致半满的能带，产生非绝热的原子状运动提供的基础上，在顺磁性相的莫特绝缘体。虽然在反铁磁相的原子状运动操作是适应的反铁磁状态的对称性，在顺磁相的相关本地化的状态表示的最佳本地化的Wannier函数拥有全fcc对称性的顺磁NiO。非绝热Wannier态是双重简并的，具有类d对称性，并且位于Ni原子上。
2020-04-13 cond-mat.str-el
Spinless electric toroidal multipoles in ferroaxial ${\rm K_2Zr(PO_4)_2}$ revealed by symmetry-adapted closest Wannier analysis
通过密度泛函理论和对称适应的最近Wannier分析，揭示了K₂Zr(PO₄)₂中无自旋电环形八极子对铁轴转变的主导作用。
2025-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Calculation of model Hamiltonian parameters for LaMnO_3 using maximally localized Wannier functions
基于Kohn-Sham能带结构的最大局域化Wannier函数（MLWFs）为进一步的理论分析提供了一种系统的方法来构建现实的、材料特定的紧束缚模型。在这里，我们构建MLWF的Mn e_g带在LaMnO_3中，我们监测MLWF矩阵元素的变化引起的不同的磁配置和结构扭曲。由此，我们得到的本地Jahn-Teller和Hund的规则耦合强度，跳跃幅度之间的所有最近的和更远的邻居，和相应的减少由于GdFeO_3型失真的值。通过将我们的结果与常用的锰氧化物模型哈密顿量进行比较，其中电子可以在位于每个Mn位点上的两个“e_g-样”轨道之间跳跃，我们发现这种模型最关键的限制源于忽略了潜在的Mn（d）-O（p）杂化的变化。
2009-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multi-orbital Non-Crossing Approximation from maximally localized Wannier functions: the Kondo signature of copper phthalocyanine on Ag (100)
我们发展了一种利用非交叉近似计算量子杂质电子结构的多轨道方法。计算开始于使用标准量子化学代码对系统的电子结构进行平均场评估。这里我们使用密度泛函理论（DFT）。我们利用最大局域化的Wannier函数（MLWF）将单电子结构转化为杂质哈密顿量。因此，我们发展了一种基于初始单电子计算的方法来研究系统中的近藤效应。我们已经将我们的方法应用于化学吸附在Ag（100）上的铜酞菁分子，并且我们已经描述了三种不同情况下的光谱函数，其中分子呈现单自旋或两个自旋，具有铁磁和反铁磁交换耦合。我们发现，使用破缺对称平均场论，如Kohn-Sham DFT不能处理的开壳层分子在金属表面上的自旋的复杂性和额外的建模是必要的。
2011-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hubbard-U calculations for Cu from first-principles Wannier functions
我们提出了第一性原理计算的最佳本地化的Wannier函数的铜，并使用这些从头计算确定的哈伯德（库仑）矩阵元素。我们使用一个标准的线性松饼-锡轨道计算的原子球近似（LMTO-ASA）计算布洛赫函数，并从这些确定最大本地化的Wannier函数使用的方法提出的Marzari和Vanderbilt。由此产生的功能是高度本地化的，与超过89%的规范的功能内的中心网站的占领瓦尼尔国家。本文提出了两种由Wannier函数计算库仑矩阵元的方法，并应用于面心立方铜。对于Cu 3d带的未屏蔽的在位Hubbard $U$，我们得到了约25 eV。这些结果也进行了比较，从约束局域密度近似（LDA）计算得到的结果。
2001-09-17 cond-mat.str-el
$\textit{Ab initio}$ four-band Wannier tight-binding model for generic twisted graphene systems
新出现的扭曲石墨烯体系如扭曲双层石墨烯（TBG）、扭曲双层石墨烯（TDBG）和扭曲三层石墨烯（TTG）引起了广泛的理论关注。因此，建立一个简单、准确的系统模型对于进一步的研究具有重要意义。在这里，我们构造了一般小扭曲角扭曲石墨烯系统的自适应局域Wannier函数和相应的$\textit{ab initio}$最小两谷四带有效紧束缚模型.这种双谷模型避免了单谷模型中脆弱拓扑所造成的Wannier障碍。引入实空间谷算子来明确描述谷$U_{v}\left(1\right)$对称性。每个Wannier轨道都呈现出一种特殊的三峰形式，其最大值位于AA点，中心位于AB或BA点。给出了一个扩展的哈伯德模型，并给出了有关参数的显式表达式。我们提供了一种方法来系统地建立通用扭曲石墨烯系统的Wannier紧束缚模型。我们的模型为进一步研究这些系统中的多体效应提供了坚实的基础。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gauge-Fixed Wannier Wave-Functions for Fractional Topological Insulators
提出了一种改进的利用一维局域Wannier基构造分数阶Chern绝缘体（FCI）多体试探波函数的方法。该过程借用了连续圆柱体上的原始方案，但适用于具有周期性边界的有限尺寸晶格系统。它修正了连续描述中的几个问题，这些问题使得与精确基态的重叠变得无关紧要。所构造的格点态是对称不变的，并且具有正确的简并度以及正确的相对动量和总动量。我们的处方保留（可能的）反演对称的晶格模型，并在平坦的Berry曲率的限制是各向同性的。通过放松最大定域混合Wannier轨道的规定，我们可以形成一个正交基的状态，在规范固定，可以用来代替朗道轨道。我们发现，由Laughlin波函数构造的晶格态能很好地捕捉到nu=1/3填充下几种已知FCI模型的精确基态.在某些模型中，当希尔伯特空间维数在每个总动量扇区中大到3 × 10^4时，重叠大于0.99。
2012-06-25 cond-mat.str-el
Group theory of Wannier functions providing the basis for a deeper understanding of magnetism and superconductivity
本文给出了在任意给定空间群G或磁群M的晶体中最佳定域和最佳自适应Wannier函数的群论。假设所考虑的材料的计算能带结构是给定的，并在布里渊区中的所有对称点的布洛赫函数的对称性是已知的，本文详细说明了特定能带的布洛赫函数是否可以么正地变换成最佳局域化的Wannier函数，该函数与空间群G、磁群M或G或M的子群相适应。在这种情况下，本文认为通常以及自旋相关的Wannier函数，后者代表最一般的定义Wannier函数。提出的群论是作者之一在以前的几篇论文中发表的理论的评论，并且独立于磁性或超导性的任何物理模型。然而，建议解释的最佳本地化的Wannier函数的特殊对称性的框架下的非绝热扩展的海森堡模型，非绝热海森堡模型。基于Wannier函数的对称性，这个强关联局域电子模型可以清楚地预言系统是否具有超导或磁本征态。
2015-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic, Neutral, and Superconducting Band in La_2CuO_4
本文研究了La_2CuO_4和La_2CuO_4导带中Bloch函数的对称性，并讨论了Wannier函数的存在性。事实证明，这样的Wannier函数不存在于四阶相。另一方面，在正交相中，布洛赫函数可以用三种不同的方式统一地变换为最佳可局部化的瓦尼尔函数：它们可以被选择为适合于在纯材料或掺杂材料中观察到的三个相中的每一个，即反铁磁相、超导相或既不显示磁性也不显示超导性的相。这一群论结果被提出来解释在一个非绝热扩展的海森堡模型。在这个模型中，由这些Wannier函数表示的类原子状态负责三个阶段中的每一个的稳定性。然而，这三种类原子态不可能都存在于四方相中，而是通过晶体的正交畸变来稳定。提出了一个简单的模型，这可能会解释作为Sr浓度的函数的掺杂材料的物理性质。
2004-09-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intrinsic Wannier Functions for Hamiltonian downfolding
California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究提出本征万尼尔函数（IWF）方法用于万尼尔降折叠，经硅、石墨烯等基准测试，其降折叠能带结构质量优于标准方法，且实现简洁鲁棒，适用于材料电子结构及高通量应用。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
NMTO Wannier-like functions for insulators and metals
在本文中，我们概述了一种方法，能够生成真正的最小基集，它描述了一组频带，频带，甚至只是占用部分频带准确。这些基组是所谓的NMTO，N阶Muffin Tin轨道。对于一组孤立的带，对称正交归一化的NMTO产生一组Wannier函数是原子为中心的和本地化的建设。它们不一定是最大局部化的，但可以转化为那些Wannier函数。对于重叠的带，可以生成Wannier样函数。它示出，NMTO给一个扩展系统的化学理解。特别是，在绝缘体，氮化硼，和半金属，石墨的π和σ带的轨道，将被考虑。此外，我们说明，它是可能的，以获得Wannier样的功能，只有在金属系统中的占有状态，通过生成NMTO铯。最后，我们可视化的压力引起的s到d的转变。
2005-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cubic interaction parameters for t2g Wannier orbitals
目前多轨道系统的多体计算通常采用斯莱特或Kanamori相互作用，隐含地假设轨道的完全旋转不变性，而真正的晶体具有较低的对称性。在立方对称中，低能量的$t_{2g}$轨道有一个现场Kanamori相互作用，尽管没有球对称所暗示的约束$U = U' + 2J$（$U$：轨道内相互作用，$U'$：轨道间相互作用，$J$：洪德交换）。使用最大局部化的Wannier函数，我们发现偏离标准的球对称相互作用对于$5d$轨道确实是显著的（$\sim25%$对于BaOsO $_3$ ; $\sim12%$如果包括筛选），但是对于$3d$轨道不太重要（$\sim6\%$对于SrVO $_3$ ; $\sim1\%$如果包括筛选）。
2014-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetric Wannier states and tight-binding model for quantum spin Hall bands in AB-stacked MoTe$_2$/WSe$_2$
本研究针对AB堆叠MoTe$_2$/WSe$_2$中的量子自旋霍尔能带，基于连续莫尔哈密顿量布洛赫态的对称性分析，构建了三角晶格上的对称性适配Wannier态与紧束缚模型，该模型可复现能谱并准确描述面外位移场诱导的拓扑相变，为相关多体物理研究提供了途径。
2023-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Van der Waals Interactions in DFT using Wannier Functions: improved $C_6$ and $C_3$ coefficients by a new approach
本文提出了一种新的实现方法，利用极大定域Wannier函数将范德华相互作用引入密度泛函理论。相对于以前的DFT/vdW-WF方法，本DFT/vdW-WF 2的方法，这是基于更简单的伦敦表达式，并考虑到局部Wannier函数的片段内重叠，导致相当大的改善，在评估的$C_6$范德华系数，如所示的应用程序到一组选定的二聚体。对石墨表面上Ar和Cu（111）金属表面上Ne的初步结果表明，表征分子-表面范德华相互作用的$C_3$系数也能用新方案得到较好的估计。
2011-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Dynamical mean-field theory using Wannier functions: a flexible route to electronic structure calculations of strongly correlated materials
提出了一种将局域密度近似下的密度泛函理论与动力学平均场论相结合的方法。从一个一般的基础独立制定，我们使用Wannier函数作为两个理论之间的接口。这些函数用于识别特定材料中的相关轨道的物理目的，也用于将DMFT与不同种类的能带结构方法（本工作中使用了三种不同的技术）连接起来的技术目的。我们探讨和比较两种不同的Wannier计划，即最大局域化Wannier函数（MLWF）和$N$阶松饼丁轨道（NMTO）方法。两个相关的材料具有不同程度的结构和电子的复杂性，SrVO 3和BaVS 3，作为案例研究。SrVO 3属于相关过渡金属氧化物的典型类别，并且鉴于其简单的结构和物理性质，在这里被选为测试案例。相比之下，硫化物BaVS 3以其丰富而复杂的物理特性而闻名，与强相关效应和低维特性相关。与此化合物的金属-绝缘体转变的物理提供了新的见解，特别是关于相关诱导的修改其费米面。此外，必要的形式主义实现自洽的电子电荷密度在Wannier基进行了讨论。
2006-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonadiabatic extension of the Heisenberg model
磁性海森堡模型中的定域态应该用最佳定域的Wannier函数来表示，该函数是金属中最弱部分填充能带的Bloch函数的么正变换。然而，由于费米能级附近的能带之间的简并，在任何金属中，这些Wannier函数都不能被选择为与完全顺磁群M^P相适应。因此，建议使用具有M^P的磁性子群M的约化对称性的Wannier函数[情况（a）]或自旋相关的Wannier函数[情况（b）]。原来的海森堡模型被重新解释，以了解这些Wannier函数的明显对称性。虽然原始模型假设每个原子上正好有一个电子，但扩展模型假设在窄带中有尽可能多的原子被正好一个电子占据。这种具有最高可能的类原子特征的状态不能在绝热的（或Born-Oppenheimer）近似，因为在（真正的）非绝热系统中，电子在局部轨道上运动，这些轨道在平均时间上仍然是对称的，但不是在任何时候。非绝热态具有与绝热态相同的对称性，并决定了非绝热哈密顿量H^n的对易性质。非绝热海森堡模型是一个纯粹的群论模型，它解释了本文针对两种重要情况（a）和（b）明确给出的H^n的对易性质。有证据表明，在金属的能带结构中出现这两种类型的Wannier函数分别与磁性和超导性的出现有关。
2000-09-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Wannier functions, minimal model and charge transfer in Pb$_9$CuP$_6$O$_{25}$
本文针对 LK99 超导争议，通过 DFT 与 Wannier 函数构建 Cu-O 最小三角及蜂窝模型，揭示 Ud 主导下 $n_h>1$ 时的电荷转移机制，并计算相互作用参数以讨论绝缘态与自旋交换耦合。
2023-08-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Plane-wave based electronic structure calculations for correlated materials using dynamical mean-field theory and projected local orbitals
通过局域密度近似下的密度泛函理论和动力学平均场论的结合，近年来强关联系统的描述得到了很大的发展。这种LDA+DMFT方法能够处理强相关的绝缘体和金属。LDA和DMFT之间的几个接口已经被使用，例如（N阶）线性Muffin Tin轨道或最大局部化Wannier函数。然而，这样的方案在使用中是复杂的或者经常执行附加的简化（即，原子球近似（Atomic sphere approximation）。我们提出了LDA+DMFT的另一种实现，它保持了Wannier实现的精度，但更轻。它依赖于局部轨道到一组受限的Kohn-Sham状态的投影来定义相关子空间。该方法在投影增强波（PAW）和混合基赝势（MBPP）框架内实现。这为LDA+DMFT中更复杂结构的电子结构计算开辟了道路，具有全电子方法的精度。我们提出了一个应用程序，两个相关的系统，即SrVO 3和β-NiS（电荷转移材料），包括配体状态的基础设置。计算结果进行了比较，与最大局域化的Wannier函数，并讨论了出现在轨道分辨谱函数的物理特征。
2008-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Wannier-function approach to spin excitations in solids
我们提出了一个从第一性原理出发研究磁性材料自旋激发的计算方案。中心量是横向自旋磁化率，从它的完整的激发谱，包括单粒子自旋翻转斯通纳激发和集体自旋波模式，可以得到。磁化率是来自多体微扰理论，并包括动态相关性，通过求和的梯形图，描述了电子和空穴的耦合与相反的自旋。与以前的研究相比，我们没有使用一个模型势与可调参数的电子-空穴相互作用，但采用随机相位近似。为了减少四点散射矩阵的计算的数值成本，我们执行投影到最大本地化的Wannier函数，这使我们能够有效地截断矩阵，利用短的空间范围内的电子相关的部分填充的d或f轨道。我们的实现是基于FLAPW方法。从LSDA中的基态计算开始，我们首先分析了3d过渡金属系列的Wannier基屏蔽库仑势的矩阵元。特别是，我们讨论了铁磁体Fe，Co和Ni的受约束的极化和适当的自旋极化处理之间的差异。然后详细研究了面心立方Ni中的单粒子和集体自旋激发谱。计算的自旋波色散是在良好的整体协议与实验数据，并包含沿[100]方向的中间波矢量的声学和光学分支。此外，我们还发现了沿[111]方向的谱函数中存在类似双峰结构的证据。
2010-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab initio derivation of Hubbard models for cold atoms in optical lattices
我们推导出从头局部哈伯德模型的几个光晶格目前感兴趣的潜力，包括蜂窝和Kagomé晶格，验证其准确性，在每一个场合通过比较内插的能带结构对原件。为了实现这一点，我们通过实现Marzari和Vanderbilt [N]的最速下降算法来计算最大局部化广义Wannier基。Marzari和D. Vanderbilt，Phys.Rev.B56，12847（1997）]直接在一维和二维中。为了避免局部极小值，我们开发了一个初始化过程，这是强大的，不需要先验知识的最佳Wannier基础。实现我们的完整过程的MATLAB代码可以在http://ccpforge.cse.rl.ac.uk/gf/project/mlgws/上免费获得。
2013-03-09 cond-mat.str-el quant-ph
