<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=us-ascii">
</head>
<body style="word-wrap: break-word; -webkit-nbsp-mode: space; -webkit-line-break: after-white-space;" class="">
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">Dear all,</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">this is a general question about the Wannier interpolation technique. I'm using wannier90 to perform a Wannier interpolation for a system with inversion symmetry (IS), time-reversal (TRS) symmetry,
 and spin-orbit coupling. Therefore, all states must be doubly degenerate (Kramers pairs). The interpolated band structure is in excellent agreement with the explicitly calculated one (DFT or GW). The construction of the Wannier functions seems correct and
 the bands at the k points which are present in the explicit DFT or GW calculation are indeed doubly degenerate. But this is not the case for the arbitrary k points (q) at which the bands are interpolated. For those q points there is a small splitting between
 the Kramers partners. I do understand the following:</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">In order for the Kramers degneracy to be preserved, the Hamiltonian has to be invariant with respect to a certain symmetry operation (IS+TRS in this case):</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">H(k) = S^T(k)*H(k)*S(k)</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">where S(k) is the corresponding transformation matrix. This transformation matrix is k-dependent. For the explicit k points, the above condition is fulfilled. For an interpolated q point, we
 would have to demand</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">H(q) = S^T(q)*H(q)*S(q)                   (*)</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">However, in the Wannier interpolation, H(q) is a linear combination of the H(k):</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">H(q) = SUM(k) c(q,k) H(k)</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">with some coefficients c(q,k).</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">This probably leads to the fact that, because of the k dependence of S(k), the requirement (*) is not fulfilled (in general), and therefore the degeneracy is lifted.</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">So, I think I understand why this happens and I understand how to improve it and make the splitting negligible (increasing the k points in the DFT calculation does it). But I cannot find a solution
 to obtain real degeneracies and I could not find discussions about this issue in the literature or in the forum.</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">Are there approaches to solve this problem? How can one symmetrize H(q)? Can one impose some conditions on H(R) (the Hamiltonian in real space) such that H(q) presents the correct symmetries?</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255); min-height: 13px;" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""></span><br class="">
</div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">Thank you very much.</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">Best regards,</span></div>
<div style="margin: 0px; font-size: 11px; line-height: normal; font-family: Menlo; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class="">Irene</span></div>
<div class=""><span style="font-variant-ligatures: no-common-ligatures" class=""><br class="">
</span></div>
<br>
<font face="Arial" color="Black" size="1"><br>
------------------------------------------------------------------------------------------------<br>
------------------------------------------------------------------------------------------------<br>
Forschungszentrum Juelich GmbH<br>
52425 Juelich<br>
Sitz der Gesellschaft: Juelich<br>
Eingetragen im Handelsregister des Amtsgerichts Dueren Nr. HR B 3498<br>
Vorsitzender des Aufsichtsrats: MinDir Dr. Karl Eugen Huthmacher<br>
Geschaeftsfuehrung: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt (Vorsitzender),<br>
Karsten Beneke (stellv. Vorsitzender), Prof. Dr.-Ing. Harald Bolt,<br>
Prof. Dr. Sebastian M. Schmidt<br>
------------------------------------------------------------------------------------------------<br>
------------------------------------------------------------------------------------------------<br>
<br>
</font>
</body>
</html>