<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1">
<style type="text/css" style="display:none;"> P {margin-top:0;margin-bottom:0;} </style>
</head>
<body dir="ltr">
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
Dear Philip </div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
<br>
</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
Final orbitals corresponding  to degenerate set of levels may always be different sets of wavefunctions spanning the same manifold. </div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
This may happen for a lot of reasons (e.g. a different number of MPI ranks, using a different diagonalization algorithm). </div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
<br>
</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
In your case the reason may be that you are running using a different set of symmetries in the 2 cases. </div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
<br>
</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
In supercell calculations, all symmetries that include a fractional translation are disabled.  </div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
<span style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt;">This makes the program exclude more symmetries in the second setup ( the 3 symmetry equivalent k points in the second run are points that are symmetry equivalent
 only using operations that have been excluded). </span><br>
</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
<br>
</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
To avoid symmetrisation, and possibly (not warranted though) end up with the same orbitals you may use the &system flags:</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
<br>
</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
nosym = .true. </div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
<br>
</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
or the safer </div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
<br>
</div>
<div style="font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt; color: rgb(0, 0, 0);" class="elementToProof">
nosym_evc = .true. </div>
<div id="appendonsend"></div>
<div style="font-family:Calibri,Arial,Helvetica,sans-serif; font-size:12pt; color:rgb(0,0,0)" class="elementToProof">
 </div>
<div style="font-family:Calibri,Arial,Helvetica,sans-serif; font-size:12pt; color:rgb(0,0,0)" class="elementToProof">
I hope it works, but it's not guaranteed that you will obtain the same set of orbitals even without symmetries. </div>
<div style="font-family:Calibri,Arial,Helvetica,sans-serif; font-size:12pt; color:rgb(0,0,0)" class="elementToProof">
<span style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: Calibri, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 12pt;">best regards </span></div>
<div style="font-family:Calibri,Arial,Helvetica,sans-serif; font-size:12pt; color:rgb(0,0,0)" class="elementToProof">
Pietro </div>
<hr tabindex="-1" style="display:inline-block; width:98%">
<div id="divRplyFwdMsg" dir="ltr"><font face="Calibri, sans-serif" color="#000000" style="font-size:11pt"><b>Da:</b> users <users-bounces@lists.quantum-espresso.org> per conto di Phillip Thomas <PThomas@lbl.gov><br>
<b>Inviato:</b> marted́ 2 agosto 2022 03:03<br>
<b>A:</b> users@lists.quantum-espresso.org <users@lists.quantum-espresso.org><br>
<b>Oggetto:</b> [QE-users] Translated orbitals in periodic calculation</font>
<div> </div>
</div>
<div>
<div dir="ltr">
<div>Dear QE team,</div>
<div><br>
</div>
<div>I have an issue regarding orbitals generated from QE 7.0 runs on two different translated variants of a Silicon lattice. I am using a primitive cubic cell containing 8 atoms instead of the simplest 2-atom unit cell (as I need to pass the output orbitals
 to another program which only accepts a tetragonal cell geometry).</div>
<div><br>
</div>
<div>Here is the input file for 'pw.x' for the first variant:</div>
<div>--------------------------------</div>
<div>&control<br>
   prefix = 'silicon'<br>
   calculation = 'scf'<br>
   tstress = .true.<br>
   etot_conv_thr = 1d-5<br>
   forc_conv_thr = 1d-4<br>
/<br>
&system<br>
   ibrav = 1<br>
   celldm(1) = 10.173697855629921<br>
   nat = 8<br>
   ntyp = 1<br>
   nbnd = 32<br>
   ecutwfc = 80.0<br>
/<br>
&electrons<br>
   electron_maxstep = 100<br>
   conv_thr = 1.0d-8<br>
   mixing_mode = 'plain'<br>
   mixing_beta = 0.7<br>
   mixing_ndim = 8<br>
   diagonalization = 'david'<br>
   diago_david_ndim = 4<br>
   diago_full_acc = .true.<br>
/<br>
&ions<br>
/<br>
ATOMIC_SPECIES<br>
  Si  28.086  Si.pw-mt_fhi.UPF<br>
ATOMIC_POSITIONS alat<br>
  Si  0.00  0.00  0.00<br>
  Si  0.00  0.50  0.50<br>
  Si  0.50  0.00  0.50<br>
  Si  0.50  0.50  0.00<br>
  Si  0.25  0.25  0.25<br>
  Si  0.75  0.75  0.25<br>
  Si  0.25  0.75  0.75<br>
  Si  0.75  0.25  0.75<br>
K_POINTS automatic<br>
4 4 4 0 0 0</div>
<div>--------------------------------</div>
<div>The second variant has the same input file except that the coordinates of the atoms are shifted to:</div>
<div><br>
</div>
<div>  Si  0.125  0.125  0.125<br>
  Si  0.125  0.625  0.625<br>
  Si  0.625  0.125  0.625<br>
  Si  0.625  0.625  0.125<br>
  Si  0.375  0.375  0.375<br>
  Si  0.875  0.875  0.375<br>
  Si  0.375  0.875  0.875<br>
  Si  0.875  0.375  0.875<br>
</div>
<div><br>
</div>
<div>Both calculations give the same total energy, -63.52598191 Ry, as I would expect, and the same band structure (except that three additional symmetry equivalent bands are printed out in the latter case); the bands for matching KPOINTS are also the same
 in both runs, all as expected. Here are the bands for the 0 0 0 KPOINT for reference:<br>
</div>
<div>--------------------------------</div>
<div>     End of self-consistent calculation<br>
<br>
          k = 0.0000 0.0000 0.0000 ( 12797 PWs)   bands (ev):<br>
<br>
    -5.8606  -1.6207  -1.6207  -1.6207  -1.6207  -1.6207  -1.6207   3.3705<br>
     3.3706   3.3706   3.3706   3.3706   3.3706   6.2827   6.2827   6.2827<br>
     6.8712   6.8712   6.8712   6.8712   6.8712   6.8712   8.8517   8.8517<br>
     8.8517   9.6765  14.0241  14.0783  14.0783  16.4618  16.4618  16.4618<br>
</div>
<div>--------------------------------</div>
<div>Now I would like to generate the orbitals for the 0 0 0 KPOINT in cube file format, so here is my input to ''pp.x':</div>
<div>--------------------------------</div>
<div> &inputpp<br>
 prefix='silicon'<br>
 plot_num=7<br>
 kband(1)=1<br>
 kband(2)=          32<br>
 kpoint=1<br>
 lsign=.true.<br>
 /<br>
 &plot<br>
 iflag=3<br>
 output_format=6<br>
 /</div>
<div>--------------------------------</div>
<div><br>
</div>
<div>When I visually inspect the orbitals, I find that many of the orbitals are qualitatively different for the two translated variants of the lattice; they are not simply translated variants of the same orbital as I would expect. I have attached plots of the
 highest occupied orbital (#16) as examples.</div>
<div><br>
</div>
<div>So I am curious, is there a mistake in my inputs or procedure that would cause differences like these? If not, then is there a way in QE that I can generate the orbitals such that they are translationally invariant? Many thanks for looking into this!</div>
<div><br>
</div>
<div>Kind regards,</div>
<div><br>
</div>
<div>Phillip Thomas, Ph.D.<br>
</div>
<div>National Energy Research Scientific Computing Center<br>
</div>
<div>Lawrence Berkeley National Laboratory<br>
</div>
</div>
</div>
</body>
</html>