Line data Source code
1 : !--------------------------------------------------------------------------------
2 : ! Copyright (c) 2016 Peter Grünberg Institut, Forschungszentrum Jülich, Germany
3 : ! This file is part of FLEUR and available as free software under the conditions
4 : ! of the MIT license as expressed in the LICENSE file in more detail.
5 : !--------------------------------------------------------------------------------
6 :
7 : module m_wann_socmat_rs
8 : use m_juDFT
9 : contains
10 0 : subroutine wann_socmat_rs(
11 0 : > rvecnum,rvec,kpoints,
12 : > jspins_in,nkpts,l_bzsym,film,
13 : > l_soc,band_min,band_max,neigd,
14 : > l_socmmn0,wan90version)
15 : c*************************************************
16 : c Calculate the matrix elements of SOC perturbation
17 : c in real space from the
18 : c files WF1.chk (and WF1_um.dat) (produced
19 : c by wannier90) and WF1.hsomtx.
20 : c FF, April 2010
21 : c*************************************************
22 : use m_constants
23 : use m_wann_read_umatrix
24 :
25 : implicit none
26 : integer, intent(in) :: rvecnum
27 : integer, intent(in) :: rvec(:,:)
28 : real, intent(in) :: kpoints(:,:)
29 :
30 : integer, intent(in) :: jspins_in
31 : integer, intent(in) :: nkpts
32 : logical,intent (in) :: l_bzsym,l_soc
33 : logical,intent(in) :: film
34 : integer,intent(in) :: band_min(2),band_max(2),neigd
35 : logical, intent(in) :: l_socmmn0
36 : integer, intent(in) :: wan90version
37 :
38 :
39 : integer :: ikpt,jspins
40 : integer :: kpts
41 : logical :: l_file
42 : c real :: kpoints(3,nkpts)
43 : integer :: num_wann,num_kpts,num_nnmax,jspin
44 : integer :: kspin,kkspin
45 : integer :: wann_shift,num_wann2
46 : integer :: i,j,k,m,info,r1,r2,r3,dummy1
47 : integer :: dummy2,dummy3,dummy4,dummy5
48 : integer :: hopmin,hopmax,counter,m1,m2
49 : integer :: num_bands2
50 : integer,allocatable :: iwork(:)
51 : real,allocatable :: energy(:,:),ei(:)
52 : real,allocatable :: eigw(:,:),rwork(:)
53 : complex,allocatable :: work(:),vec(:,:)
54 0 : complex,allocatable :: u_matrix(:,:,:,:)
55 0 : complex,allocatable :: hwann(:,:,:,:,:)
56 0 : complex,allocatable :: hreal(:,:,:,:,:)
57 0 : complex,allocatable :: hsomtx(:,:,:,:,:)
58 0 : complex,allocatable :: hsomtx2(:,:,:,:,:)
59 : complex :: fac,eulav,eulav1
60 : real :: tmp_omi,rdotk,tpi,minenerg,maxenerg
61 : real, allocatable :: minieni(:),maxieni(:)
62 : character :: jobz,uplo
63 : integer :: kpt,band,lee,lwork,lrwork,liwork,n,lda
64 : complex :: value(4)
65 : logical :: um_format
66 : logical :: repro_eig
67 : logical :: l_chk,l_proj
68 : logical :: have_disentangled
69 0 : integer,allocatable :: ndimwin(:,:)
70 0 : logical,allocatable :: lwindow(:,:,:)
71 : integer :: chk_unit,nkp,ntmp,ierr
72 : character(len=33) :: header
73 : character(len=20) :: checkpoint
74 : real :: tmp_latt(3,3), tmp_kpt_latt(3,nkpts)
75 : real :: omega_invariant
76 0 : complex,allocatable :: u_matrix_opt(:,:,:,:)
77 : integer :: num_bands
78 : logical :: l_umdat
79 : real,allocatable :: eigval2(:,:)
80 : real,allocatable :: eigval_opt(:,:)
81 : real :: scale,a,b
82 : character(len=2) :: spinspin12(0:2)
83 : character(len=3) :: spin12(2)
84 : character(len=6) :: filename
85 : integer :: jp,mp,kk,ii,jj,rvecind
86 : complex,parameter :: ci=(0.0,1.0)
87 :
88 : data spinspin12/' ','.1' , '.2'/
89 : data spin12/'WF1','WF2'/
90 :
91 0 : call timestart("wann_socmat_rs")
92 :
93 0 : tpi=2*pimach()
94 :
95 0 : jspins=jspins_in
96 0 : if(l_soc)jspins=1
97 :
98 0 : write(oUnit,*)"nkpts=",nkpts
99 :
100 : c*****************************************************
101 : c get num_bands and num_wann from the proj file
102 : c*****************************************************
103 0 : do j=1,0,-1
104 0 : inquire(file=trim('proj'//spinspin12(j)),exist=l_file)
105 0 : if(l_file)then
106 0 : filename='proj'//spinspin12(j)
107 0 : exit
108 : endif
109 : enddo
110 0 : if(l_file)then
111 0 : open (203,file=trim(filename),status='old')
112 0 : rewind (203)
113 : else
114 : CALL juDFT_error("no proj/proj.1/proj.2",calledby
115 0 : + ="wann_socmat_rs")
116 : endif
117 0 : read (203,*) num_wann,num_bands
118 0 : close (203)
119 0 : write(oUnit,*)'According to proj there are ',num_bands,' bands'
120 0 : write(oUnit,*)"and ",num_wann," wannier functions."
121 :
122 : c****************************************************************
123 : c read in chk
124 : c****************************************************************
125 0 : num_kpts=nkpts
126 0 : allocate( u_matrix_opt(num_bands,num_wann,nkpts,2) )
127 0 : allocate( u_matrix(num_wann,num_wann,nkpts,2) )
128 0 : allocate( lwindow(num_bands,nkpts,2) )
129 0 : allocate( ndimwin(nkpts,2) )
130 :
131 0 : do jspin=1,jspins !spin loop
132 : call wann_read_umatrix2(
133 : > nkpts,num_wann,num_bands,
134 : > um_format,jspin,wan90version,
135 : < have_disentangled,
136 : < lwindow(:,:,jspin),
137 : < ndimwin(:,jspin),
138 : < u_matrix_opt(:,:,:,jspin),
139 0 : < u_matrix(:,:,:,jspin))
140 0 : num_bands2=num_bands
141 : enddo !jspin
142 0 : if(jspins.eq.1)then
143 0 : lwindow(:,:,2) = lwindow(:,:,1)
144 0 : ndimwin(:,2) = ndimwin(:,1)
145 0 : u_matrix_opt(:,:,:,2) = u_matrix_opt(:,:,:,1)
146 0 : u_matrix(:,:,:,2) = u_matrix(:,:,:,1)
147 : endif
148 :
149 : c****************************************************
150 : c Read the file "WF1.hsomtx".
151 : c****************************************************
152 0 : allocate( hsomtx(2,2,num_bands2,num_bands2,nkpts) )
153 0 : open(304,file='WF1.hsomtx',form='formatted')
154 0 : read(304,*) !title
155 0 : read(304,*) !specification of array dimensions
156 0 : do nkp=1,num_kpts
157 0 : do i=1,num_bands2
158 0 : do j=1,num_bands2
159 0 : do ii=1,2
160 0 : do jj=1,2
161 0 : read(304,*)dummy1,dummy2,dummy3,dummy4,dummy5,a,b
162 0 : hsomtx(jj,ii,j,i,nkp)=cmplx(a,-b)
163 : enddo !jj
164 : enddo !ii
165 : enddo !j
166 : enddo !i
167 : enddo !nkp
168 0 : close(304)
169 :
170 : c****************************************************************
171 : c Calculate matrix elements of SOC in the basis of
172 : c rotated Bloch functions.
173 : c****************************************************************
174 0 : allocate( hsomtx2(2,2,num_wann,num_wann,nkpts) )
175 : write(oUnit,*)"calculate matrix elements of SOC operator
176 0 : &between wannier orbitals"
177 :
178 0 : if(have_disentangled) then
179 0 : hsomtx2=0.0
180 0 : do nkp=1,num_kpts
181 0 : do j=1,num_wann
182 0 : do jp=1,num_wann
183 0 : do ii=1,2
184 0 : do jj=1,2
185 0 : do m=1,ndimwin(nkp,ii)
186 0 : do mp=1,ndimwin(nkp,jj)
187 : hsomtx2(jj,ii,jp,j,nkp)=hsomtx2(jj,ii,jp,j,nkp)+
188 : & conjg(u_matrix_opt(mp,jp,nkp,jj))*
189 : & hsomtx(jj,ii,mp,m,nkp)*
190 0 : & u_matrix_opt(m,j,nkp,ii)
191 : enddo !mp
192 : enddo !m
193 : enddo !jj
194 : enddo !ii
195 : enddo !jp
196 : enddo !j
197 : enddo !nkp
198 : else
199 0 : hsomtx2 = hsomtx
200 : end if !have_disentangled
201 :
202 0 : allocate(hwann(2,2,num_wann,num_wann,num_kpts))
203 0 : hwann(:,:,:,:,:)=cmplx(0.0,0.0)
204 : wann_shift=0
205 0 : do k=1,num_kpts
206 0 : do m=1,num_wann
207 0 : do mp=1,num_wann
208 0 : do ii=1,2
209 0 : do jj=1,2
210 0 : do i=1,num_wann
211 0 : do j=1,num_wann
212 : hwann(jj,ii,mp,m,k)=hwann(jj,ii,mp,m,k)+
213 : * conjg(u_matrix(j,mp,k,jj))*
214 : * hsomtx2(jj,ii,j,i,k)*
215 0 : * u_matrix(i,m,k,ii)
216 : enddo !j
217 : enddo !i
218 : enddo !jj
219 : enddo !ii
220 : enddo !mp
221 : enddo !m
222 : enddo !k
223 :
224 : c************************************************************
225 : c Calculate matrix elements in real space.
226 : c***********************************************************
227 0 : write(oUnit,*)"calculate SOC-mat in rs"
228 :
229 0 : allocate(hreal(2,2,num_wann,num_wann,rvecnum))
230 0 : hreal=cmplx(0.0,0.0)
231 0 : do rvecind=1,rvecnum
232 0 : do k=1,nkpts
233 : rdotk=tpi*( kpoints(1,k)*rvec(1,rvecind)+
234 : + kpoints(2,k)*rvec(2,rvecind)+
235 0 : + kpoints(3,k)*rvec(3,rvecind) )
236 0 : fac=cmplx(cos(rdotk),-sin(rdotk))
237 0 : do m2=1,num_wann
238 0 : do m1=1,num_wann
239 0 : do ii=1,2
240 0 : do jj=1,2
241 : hreal(jj,ii,m1,m2,rvecind)=hreal(jj,ii,m1,m2,rvecind)+
242 0 : & fac*hwann(jj,ii,m1,m2,k)
243 : enddo
244 : enddo
245 : enddo
246 : enddo
247 : enddo !k
248 : enddo !rvecind
249 0 : hreal=hreal/cmplx(real(nkpts),0.0)
250 :
251 0 : open(321,file='rssocmat.1',form='formatted')
252 :
253 0 : do rvecind=1,rvecnum
254 0 : r3=rvec(3,rvecind)
255 0 : r2=rvec(2,rvecind)
256 0 : r1=rvec(1,rvecind)
257 0 : do i=1,num_wann
258 0 : do j=1,num_wann
259 0 : do ii=1,2
260 0 : do jj=1,2
261 : write(321,'(i3,1x,i3,1x,i3,1x,i3,1x,i3,1x,
262 : & i3,1x,i3,1x,f20.8,1x,f20.8)')
263 0 : & r1,r2,r3,i,j,jj,ii,hreal(jj,ii,i,j,rvecind)
264 : enddo
265 : enddo !kk
266 : enddo !j
267 : enddo !i
268 : enddo !rvecind
269 :
270 0 : close(321)
271 :
272 0 : deallocate(lwindow,u_matrix_opt,ndimwin)
273 0 : deallocate(u_matrix,hwann,hreal)
274 :
275 0 : call timestop("wann_socmat_rs")
276 0 : end subroutine wann_socmat_rs
277 : end module m_wann_socmat_rs
|
