ecaljdoc:

Appearance

gwsc: a script to run QSGW calculation ​

⚠️ gwsc reads ctrlg.<sname>.toml only, and stops when the file is missing. A directory with the legacy ctrl.<sname> + GWinput is converted by Legacy2toml.py <sname> (run once per directory). See TOML migration and the Samples/TestInstall/*_gwsc/ directories as templates.

gwscがQSGW計算実行スクリプトである。 QSGW計算は，複数のfortran実行ファイルを呼び出して実行される． 入力は ctrlg.<sname>.toml から読み込まれる(GW の設定は [gw]。キーの説明は gwinput)。

Usage ​

Usage: gwsc -np NP [-np2 NP2] [--gpu] [--prec=tf32|fp32|fp64] [--mp] [--fp32] nloop extension [Options]

-np NP ​

MPI並列数を指定する。

-np2 NP2 ​

GPU版を使用する場合のみ指定する。GPUで実行される計算のMPI並列数を指定する。 通常は使用できるGPU数を指定する。

--gpu ​

GPU版を使用する場合のみ指定する。

--prec=tf32|fp32|fp64 (2026-09) ​

GW 部分の精度。fp64 は倍精度版、fp32 は混合精度版で単精度の積を FP32 で（--mp --fp32 と同じ）、tf32 は fp32 のうち Σc の最後の積だけ入力の仮数を 10 ビット（TF32 か FP16、GPU ごとの表が選ぶ）にする（LiTi₂O₄ 6³ で E_F ±1 eV の Re Σc は倍精度と 1.3 meV 以内、RTX 5090 の hgw は fp32 の約半分の時間: 173 対 367 秒、2026-09-27 夜の版）。旧来の --mp だけの指定は tf32 と同じ （2026-09-27 まではすべての積が TF32 だった。誤差が 6 倍で、時間は 1 割しか縮まない）。 GPU でどの方法で積や逆行列を計算するかは、インストール時に測った表（<bindir>/ecalj_linalg_policy.toml）で自動的に決まる。 詳細は GPU 版マニュアル § 精度の選び方と行列演算の自動選択。 --mp・--fp32 と一緒に書くときは矛盾しないこと（矛盾すると止まる）。

--prec-final=<prec>[:N] (2026-09) ​

その回の最後の N 反復（省略時 1）だけ別の精度にする。例: gwsc 10 --prec=tf32 --prec-final=fp32:2 ... は 8 反復を tf32、最後の 2 反復を fp32 で回す。

--no-tetwt-helper (2026-09) ​

--gpu のとき、四面体の重みを CPU で先に計算する補助の実行（hgw --tetwt_write）を使わない。 既定では使う（GPU 版マニュアル § 四面体の重み）。

--mp ​

混合精度版を使う。2026-09-27 から --prec=tf32 と同じ意味（Σc の最後の積だけ入力の仮数 10 ビット、ほかの単精度の積は FP32）。 それまでは GPU のすべての単精度の積が TF32 で、悪条件な誘電行列（重元素 + 分子アニオン NO3 / N3 / ClO など）では TF32 の誤差が / で増幅された。精度の選び方は上の --prec と GPU 版マニュアル § 精度の選び方。

--fp32 (2026-06) ​

--mp と併用し、--prec=fp32 と同じ意味（Σc の積も FP32）。ecalj_auto の GW1500 バッチ（gwscconv --gpu --mp --fp32 --conv-tol 0.1）は これを既定で使う。TF32 で壊れた事例の再現は Samples/mptf32problem/。

nloop ​

QSGWのイテレーション数を指定する。

extension ​

ctrlg.<sname>.toml の <sname> を指定する。

Options ​

追加のオプションを指定する。 追加オプションは, 全ての実行ファイルの実行時引数となる。以下追加のオプションのリスト。 またlmfへのTOML override (--ctrlg:ham.so=1 など、--ctrlg:<toml-path>=<value> 形式) もここに書く。

メモリの使い方と MPI の分け方 ​

遮蔽クーロン相互作用 は hgw（--gpu では hgw_gpu、hgw_mp_gpu）の中でメモリに持ち、ファイルには書かない （解析のために __WVR.<iq>・__WVI.<iq> に書き出すのは --dumpW）。MPI ランクの分け方（ 点の組と、その中の ・ の並列）は 使えるメモリの量から自動で決まり、lgw の MPI layout: に出る。調整はコマンドラインのオプションではなく、ctrlg.<sname>.toml の [gw] のキーで行う。

  • KeepWV: 自己エネルギー(相関部分)を計算する際に, を GPU のメモリに載せておく。GPU 版の既定は true、CPU 版は false。false では を周波数ごとに主記憶から送る（GPU のメモリは減るが遅くなる）
  • zmel_batch_gb: 行列要素を一度に作るバッチの大きさ（gwinput）
  • mpi_worker_exch、mpi_worker_corr: 交換・相関の計算で、1 つの 点の組に割り当てるランクの数。0（既定）は自動。全ランク数の約数を書く

--keepwv、--nwpara=X というオプションは無い（書くとプログラムが止まる）。--nb=X は受け付けるが、gwsc の計算では使われない。

--tetwtk ​

指定すると, 分極関数を計算する際に, 結合状態間の四面体重みをメモリ上に保持しない。点が多い計算でメモリ不足になる場合に使用する。

--skipGS ​

lmf --jobgw=1 で使用される。 GW計算ではDFT計算(lmf)で得られた波動関数をlmfとは異なる基底関数で展開しなおす。再展開後の波動関数についてGram-Schmidt正規直行化をしている。その規格直交化をスキップする場合に指定する。

通常は指定する必要はないが、lmf --jobgw=1計算が遅い場合には指定することによって計算の高速化が期待される。

  • ecaljでは有限のqで誘電関数が計算できるーこのとき分母分子のキャンセレーションが起こるため、波動関数の直行性が正確である必要があり、そのときには--skipGSを使うべきでない。

--normcheck ​

lmf --jobgw=1 で使用される。 GW計算で使用される波動関数の規格直交性を確認したいときに使用する。 normchk.fobar は

> head -20 normchk.si
#       IPW         IPW(diag)   Onsite(tot)   Onsite(phi)      Total
      0.436015      0.805123      0.563972      0.562573      0.999988
      0.339134      0.620353      0.660515      0.656881      0.999649
      0.339133      0.620353      0.660516      0.656882      0.999649
      0.339133      0.620353      0.660516      0.656882      0.999649
      0.507738      0.648515      0.492040      0.487673      0.999778
...

などとなる。右端の値が、1になっているべきであるが、展開し直しているため従来では高いエネルギー(下の方。ここでは見えてない）でかなり小さくなっていた(0.8などのおおきさ)。最近デフォルトでは、Gram-Schmidt正規直行化をかけているので、正規直行化は8桁程度以上は保たれている。

The first line (corresponding to 1st band of 1st q point) means that total normalization almost unity = 0.999988 = 0.436015 + 0.563972.

--ntqxx ​

This fix the number of bands to calculate self energy at the first iteration for each point in the IBZ. In principle, the number is determined by

Cautions ​

  • QPU.[number]runをチェックして、number回のQSGWイテレーションが終了している、と認識する。 (初期状態から実行したいときはすべての*run*ディレクトリ、ファイルを消すこと）。

  • QSGW.[number]runディレクトリには、QSGWのnumber回目の結果 rst, sigm (加えて atmpnu, ctrlg.<sname>.toml, QPU, efermi.lmf, その反復のログ) が格納されており、これを用いてバンドプロットなどができる。

  • 途中経過とメモリの使用量は、各段のログ（lgw、lsxC、lvcc など）で見る。GW のプログラムはランク 0 の画面出力をそこに書き、 ほかのランクの出力は捨てる（2026-09-27 から）。ランクごとの出力が要るときは --fullstdo（STDOUT/stdout.<rank>.<prog> になる）。 どのランクのエラーも、ランク番号付きで gwsc の標準エラーに出る。

Other scripts ​

cleargw: clean up temporary files

gwscconv: gwsc を自動収束まで回すラッパー。--conv-tol <eV> (例 0.1) で QSGW 反復の停止条件を指定する。収束判定 (2026-06 改定): 直近 3 イテレーションの ギャップ振れが連続して 2 回 conv-tol 以下になったら停止 (一発の偶然収束で止まる のを防ぐ)。金属 (2026-09-30): lmf がギャップを出さない反復は、固有値の変化で判定する。 QPU.<n>run と QPU.<n-1>run の eQP (E_F 基準) のうち |e| < 5 eV の状態について、変化の最大が --conv-qp <eV> (既定 0.03) 未満の反復が 2 回続いたら停止。以前のようにギャップが無いところで止める (exit 3) には --no-metal。--gpu --mp --fp32 を渡せばそのまま gwsc に流される。 ecalj_auto の GW1500 バッチもこの script を呼んでいる (MD/auto.md)。

qsgw_status (2026-06): 走行中の gwsc (または gwscconv) 反復の進行 ダッシュボード。実行ディレクトリで以下のように使う:

bash
qsgw_status               # 一度だけ表示
qsgw_status --last 21     # 最終 iter 番号を渡すと完了 ETA も計算
watch -n 30 qsgw_status   # 常駐モニタ

QPU.*run / sigm.iter* の mtime から反復ごとの経過時間・ペース(中央値)・ ETA、gwsc ログ末尾から現在の step (hgw 等) と step 内経過時間、 save.<target> の sev 差分と lqpe の rmsdel (σ 収束指標) を表示。 対象名・ログ・反復アンカーは自動検出。run の妨げにならないよう成果物の 読取のみで重い処理はしない。

gw_lmfh: The one-shot \GW calculation. Lifetime(impact ionization rate) of QPs.

job_eps: dielectric function. No local field corrections (optical)

(job_eps --lcf : Dielectric function with local-field corrections. computationally expensive.)

job_mloW : the MLO model and the matrix elements of v, W and the cRPA W (--crpa) in it (MLO section 6). (genMLWFx, the Wannier functions, was removed 2026-10-02.)

Files used in gwsc ​

Temporary files are with __*. Thus we can delete __* (or use cleargw) after you finish gwsc/job_eps and so on.

To repeat a small test for gwsc:

bash
cd ~/ecalj/Samples/TestInstall
testecalj si_gwsc -np 8

This is one of the install tests. testecalj creates si_gwsc_work/ next to si_gwsc/, copies inputs in, and runs there. After that, ls -rlt si_gwsc_work/ roughly shows which step generates which files.

The console output of gwsc 1 si -np 2 for the same input is

text
===== Ititial band structure ====== 
--> No sigm. LDA caculation for eigenfunctions 
00:00:00.007   mpirun -np 1 /home/takao/bin/lmfa si stdout='llmfa'  Elap. 1.5s
00:00:01.481   mpirun -np 2 /home/takao/bin/lmf si --ctrlg:iter.b=0.5 stdout='llmf_lda'  Elap. 6.1s
lmf successful with b=0.5
Removing __mixm.si
00:00:07.563   mpirun -np 2 /home/takao/bin/lmf si --jobgw=0 stdout='llmfgw00'  Elap. 1.8s
00:00:09.335   mpirun -np 1 /home/takao/bin/qg4gw si --job=1 stdout='lqg4gw'  Elap. 1.0s
===== QSGW iteration start iter 1 === (GW precision fp64)
00:00:10.381   mpirun -np 2 /home/takao/bin/lmf si --jobgw=1 stdout='llmfgw01'  Elap. 3.7s
00:00:14.042   mpirun -np 1 /home/takao/bin/heftet si --job=1 stdout='leftet'  Elap. 1.1s
00:00:15.193   mpirun -np 1 /home/takao/bin/hbasfp0 si --job=3 stdout='lbasC'  Elap. 1.4s
00:00:16.570   mpirun -np 2 /home/takao/bin/hvccfp0 si --job=3 stdout='lvccC'  Elap. 1.4s
00:00:17.966   mpirun -np 2 /home/takao/bin/hsfp0_sc si --job=3 stdout='lsxC'  Elap. 1.9s
00:00:19.862   mpirun -np 1 /home/takao/bin/hbasfp0 si --job=0 stdout='lbas'  Elap. 2.1s
00:00:21.973   mpirun -np 2 /home/takao/bin/hvccfp0 si --job=0 stdout='lvcc'  Elap. 2.5s
00:00:24.472   mpirun -np 2 /home/takao/bin/hgw si --jobgw=1 stdout='lgw'  Elap. 4.8s
00:00:29.276   mpirun -np 1 /home/takao/bin/hqpe_sc si stdout='lqpe'  Elap. 1.5s
Using cached b-value 0.5 for /home/takao/bin/lmf
00:00:30.814   mpirun -np 2 /home/takao/bin/lmf si --ctrlg:iter.b=0.5 stdout='llmf'  Elap. 8.0s
lmf successful with b=0.5
===== QSGW iteration end   iter 1 ===

lmf --jobgw=0 and qg4gw are run once, before the iterations; the other steps are repeated in every iteration.

lmfa ​

atmpnu* ​

Logalithmic derivative at MT boundaries generated by lmfa. This is used by lmf when [ham].readp = true in ctrlg.<sname>.toml.

__atm.<sname> ​

This contains electron densities of spherical atoms.

lmf ​

rst.<sname> ​

This contains self-consistent electron density revised by each iteration of lmf

QPLIST*.chk ​

QPLIST.jobgw1.chk (jobgw1 means --jobgw=1 for lmf) is for human, containing q for irr=1. QPLIST.lmf.chk (no jobgw option) is for human. Irreducible q points for lmf self-consistent calculations.

__HAMindex ​

q points table and so on for generating Hamiltonian

__mixm.<sname> ​

mixing file for lda

lmf --jobgw=0 ​

NLAindx.chk ​

This is for human. It shows index to expand eigenfunctions in MTs.

__HAMindex0 ​

Generated by m_hamindex0_init called in main_lmf.f90. Index of MTOs, space-group symmetries and so on.

QBZ.chk ​

q points mesh. Just for human reading.

qg4gw ​

__QGpsi, __QGcou ​

q+G of the interstitial plane wave (IPW). Type lqg4gw, which shows

--- Max number of G for psi, G for Cou= 116 36
 iq=       1 q=  0.000000  0.000000  0.000000 ngp ngc=    111    29 irr.= 1 <--R
 iq=       2 q= -0.250000 -0.250000  0.750000 ngp ngc=    106    34 irr.= 1 <--R
 iq=       3 q= -0.250000  0.750000 -0.250000 ngp ngc=    106    34 irr.= 0 <--R
 iq=       4 q= -0.500000  0.500000  0.500000 ngp ngc=    116    36 irr.= 1 <--R
 iq=       5 q=  0.750000 -0.250000 -0.250000 ngp ngc=    106    34 irr.= 0 <--R
 iq=       6 q=  0.500000 -0.500000  0.500000 ngp ngc=    116    36 irr.= 0 <--R
 iq=       7 q=  0.500000  0.500000 -0.500000 ngp ngc=    116    36 irr.= 0 <--R
 iq=       8 q=  0.250000  0.250000  0.250000 ngp ngc=    116    36 irr.= 1 <--R
 iq=       9 q= -0.012500 -0.012500  0.037500 ngp ngc=    111    29 irr.= 1 <--Q0P
 iq=      10 q= -0.262500 -0.262500  0.787500 ngp ngc=    106    34 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      11 q= -0.262500  0.737500 -0.212500 ngp ngc=    106    34 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      12 q= -0.512500  0.487500  0.537500 ngp ngc=    116    36 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      13 q=  0.737500 -0.262500 -0.212500 ngp ngc=    106    34 irr.= 0 <--Q0P+R
 iq=      14 q=  0.487500 -0.512500  0.537500 ngp ngc=    116    36 irr.= 0 <--Q0P+R
 iq=      15 q=  0.487500  0.487500 -0.462500 ngp ngc=    116    36 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      16 q=  0.237500  0.237500  0.287500 ngp ngc=    116    36 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      17 q= -0.012500  0.012500  0.012500 ngp ngc=    111    29 irr.= 1 <--Q0P
 iq=      18 q= -0.262500 -0.237500  0.762500 ngp ngc=    106    34 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      19 q= -0.262500  0.762500 -0.237500 ngp ngc=    106    34 irr.= 0 <--Q0P+R
 iq=      20 q= -0.512500  0.512500  0.512500 ngp ngc=    116    36 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      21 q=  0.737500 -0.237500 -0.237500 ngp ngc=    106    34 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      22 q=  0.487500 -0.487500  0.512500 ngp ngc=    116    36 irr.= 1 <--Q0P+R
 iq=      23 q=  0.487500  0.512500 -0.487500 ngp ngc=    116    36 irr.= 0 <--Q0P+R
 iq=      24 q=  0.237500  0.262500  0.262500 ngp ngc=    116    36 irr.= 1 <--Q0P+R
  OK! End of qg4gw

Here, we have regular mesh points specified by <--R. Q0P is the offset Gamma points shown in Q0P. irr=1 shows the irreducible q points at which we have to generate eigenfunctions. ngp is the number of IPW for the expansion of eigenfunctions (controlled by QpGcut_phi). ngc is for IPW for the MPB (controlled by QpGcut_cou).

__BZDATA ​

__BZDATA contains info on regular mesh points, and offset Gamma (Q0P). Data for tetrahedron division.

lmf --jobgw=1 ​

Generate all the following data to perform GW. See at subroutines/sugw.f90.

@MNLA_core.chk ​

human readable: core index

@MNLA_CPHI ​

human readable (but program use this): Eigenfunctions expanded within MT

hbe.d.chk ​

human readable: size file for check

__PHIVC ​

radial functions.

__MTOindex ​

MTO index

__VxcEvec* ​

Coefficients of eigenfunctions and eigenvalues for in the basis of PMT.

__GEIG,__CPHI,__EValue ​

__GEIG: Coefficients of eigenfunctions. IPW part __CPHI: Coefficients of eigenfunctions. MT part __EValue: eigenvalue

__PPOvlp, __PPOvlpG, __PPOvlpGG ​

overlap matrix of IPW.

__VXCFP ​

XC term in LDA (only diagonal part). A part of vxcevec Used at hsfp0 but not essential (only for convenience of presentantion).

heftet --job=1 ​

EFERMI ​

The Fermi energy in the tetrahedron method

EFERMI_kbt ​

Written when [gw] t_tetrakbt > 0: the Fermi energy at that temperature, used for and (kBT §2.3).

hbasfp0 (we have --job=3 for core and --job=0 for valence) ​

__BASFP* ​

Product basis functions

__PPBRD* ​

Radial integrals on each MT, symbolically written as

hvccfp0 ​

We call two times one for core, and the other for valence.

__Vcoud* ​

the Coulomb matrix (eigenvalues and eigenfunctions of the Coulomb matrix in the expansion of MPB)

hgw ​

hgw --jobgw=1 calculates the valence exchange, the screened Coulomb interaction and the valence correlation in one run. in the expansion of mixed product basis (along the real axis and along the imag axis) is kept in memory and handed to the calculation of the correlation by ; it is not written to files. Note that we use a technique to define at as an average of the Gamma cell.

__WV.d ​

Size of the dielectric function

__WVR., __WVI. ​

Only with gwsc --dumpW (for analysis): along the real axis and along the imag axis, a file for each .

freq_r ​

human readable: energy mesh to accumrate imaginary parts of W-v.

hsfp0_sc --job=3 (core exchange) and hgw (valence exchange and valence correlation) ​

These are moved to SEBK at the end of gwsc iteration cycle.

SEXcoreU,SEXcore2U : ​

core exchange by hsfp0_sc --job=3 . SEXcoreU is diagonal part for human check but not used so much. We have *D for down spin (isp=2)as well.

SEXU,SEX2U ​

valence exchange by hgw . SEXU is diagonal part for human check but not used so much.

SECU,SEC2U: ​

valence correlation by hgw . SECU is diagonal part for human check but not used so much.

XCU ​

LDA exchange correlation

lqpe ​

QPU, QPD ​

human readable format. decomposion of self-energy for diagonal elements.QPD is for isp=2.

An example of one-shot GW by gw_lmfh si (small size calculation in TestInstall) is:

...
           q               state  SEx   SExcore SEc    vxc    dSE  dSEnoZ  eLDA    eQP  eQPnoZ   eHF  Z    FWHM=2Z*Simg  ReS(elda)
  0.00000  0.00000  0.00000  1  -16.91  -1.85   6.62 -12.47   0.22   0.33 -12.24 -12.03 -11.92 -18.54 0.66   1.25708    -12.14031
  0.00000  0.00000  0.00000  2  -13.87  -1.96   2.81 -13.61   0.47   0.59  -0.31   0.16   0.28  -2.53 0.80   0.00000    -13.02308
  0.00000  0.00000  0.00000  3  -13.87  -1.96   2.81 -13.61   0.47   0.59  -0.31   0.16   0.28  -2.53 0.80   0.00000    -13.02308
  0.00000  0.00000  0.00000  4  -13.87  -1.96   2.81 -13.61   0.47   0.59  -0.31   0.16   0.28  -2.53 0.80   0.00000    -13.02308
  0.00000  0.00000  0.00000  5   -4.60  -1.41  -4.27 -11.81   1.19   1.52   2.23   3.42   3.75   8.03 0.78  -0.02515    -10.28546
  0.00000  0.00000  0.00000  6   -4.60  -1.41  -4.27 -11.81   1.19   1.52   2.23   3.42   3.75   8.03 0.78  -0.02515    -10.28546
  0.00000  0.00000  0.00000  7   -4.60  -1.41  -4.27 -11.81   1.19   1.52   2.23   3.42   3.75   8.03 0.78  -0.02515    -10.28546
  0.00000  0.00000  0.00000  8   -5.11  -3.79  -5.14 -15.23   0.91   1.20   2.95   3.86   4.14   9.28 0.76  -0.07397    -14.03341

  0.50000  0.00000  0.00000  1  -16.80  -1.91   5.97 -12.64  -0.06  -0.10 -11.18 -11.24 -11.27 -17.25 0.67   0.84187    -12.73584
  0.50000  0.00000  0.00000  2  -13.77  -2.37   2.91 -13.84   0.47   0.60  -3.84  -3.37  -3.24  -6.14 0.78   0.04107    -13.24015
  0.50000  0.00000  0.00000  3  -13.57  -1.74   3.01 -12.76   0.37   0.47  -2.20  -1.84  -1.74  -4.75 0.78   0.00000    -12.29249
  0.50000  0.00000  0.00000  4  -13.57  -1.74   3.01 -12.76   0.37   0.47  -2.20  -1.84  -1.74  -4.75 0.78   0.00000    -12.29249
  0.50000  0.00000  0.00000  5   -4.27  -1.19  -4.08 -10.97   1.17   1.43   0.76   1.92   2.19   6.27 0.81  -0.00000     -9.53378
  0.50000  0.00000  0.00000  6   -3.83  -1.10  -4.38 -10.98   1.33   1.68   2.98   4.31   4.65   9.03 0.79  -0.01203     -9.30307
  0.50000  0.00000  0.00000  7   -4.73  -1.66  -4.56 -12.65   1.34   1.70   5.45   6.79   7.14  11.70 0.79  -0.08743    -10.95431
  0.50000  0.00000  0.00000  8   -4.73  -1.66  -4.56 -12.65   1.34   1.70   5.45   6.79   7.14  11.70 0.79  -0.08743    -10.95431

  1.00000  0.00000  0.00000  1  -15.60  -2.13   4.43 -13.20  -0.08  -0.11  -8.13  -8.21  -8.24 -12.67 0.78   0.61936    -13.30329
  1.00000  0.00000  0.00000  2  -15.60  -2.13   4.43 -13.20  -0.08  -0.11  -8.13  -8.21  -8.24 -12.67 0.78   0.61936    -13.30329
  1.00000  0.00000  0.00000  3  -13.66  -1.70   3.17 -12.58   0.30   0.39  -3.16  -2.86  -2.77  -5.94 0.77   0.07961    -12.19216
  1.00000  0.00000  0.00000  4  -13.66  -1.70   3.17 -12.58   0.30   0.39  -3.16  -2.86  -2.77  -5.94 0.77   0.07961    -12.19216
  1.00000  0.00000  0.00000  5   -3.97  -0.91  -3.95 -10.33   1.22   1.50   0.31   1.53   1.81   5.76 0.81  -0.00000     -8.82976
  1.00000  0.00000  0.00000  6   -3.97  -0.91  -3.95 -10.33   1.22   1.50   0.31   1.53   1.81   5.76 0.81  -0.00000     -8.82976
  1.00000  0.00000  0.00000  7   -3.59  -2.37  -5.91 -13.53   1.20   1.66   9.81  11.01  11.47  17.37 0.72  -0.40499    -11.86796
  1.00000  0.00000  0.00000  8   -3.59  -2.37  -5.91 -13.53   1.20   1.66   9.81  11.01  11.47  17.37 0.72  -0.40499    -11.86796

All of the unit of energy is in eV. Detailed value of eLDA} is in {TOTE.UP}. For insulators, the Fermi energy is at the middle of band. For metals, one shot GW can be problematic if we consider the self-consistency of the Fermi energy.

q : q vector

state: Band index n for valence.

SEx:

SExcore:

SEc:

vxc: LDA exchange correlation energy.

dSE: dSEnoZ

dSEnoZ: = SEx + SExcore + SEc - vxc

eLDA: LDA eigenvalues.

eQP: QP energy. +dSE

eQPnoZ: QP energy without . +dSEnoZ

eHF: HF energy of 1st iteration. +SEx + SExcore -vxc Z: Z factor.

FWHM=2Z*S_{img}: Quasi-particle life time.

ReS(elda):

  • NOTE: QPU for gwsc is a little different. No Z and no life time shown. Shown eQP is just the eigenvalues of starting point of lmf.

TOTE.UP ​

numerical detailed values of QPU. TOTE.DN for QPD

In one-shot GW gw_lmfh, TOTE.UP contains LDA and QP energies. It contains two kind of QP energies {\tt QP QPnoZ}.

__mixsig ​

mixing file for sigm.<sname>

sigm.<sname> ​

self-energy file in the expansion of eigenfunctions of .

Product basis ​

The product basis (the union of MT-local products and interstitial plane waves) is the heart of how ecalj represents the screened Coulomb interaction W. It is specified in the [product_basis] section of ctrlg.<sname>.toml, always the last section of the file:

keywhat
pb_tolerance, pb_lcutmxglobal cut-offs — the part you may tune
nlx, valence, coreper-atom radial-function tables, written by gwinit (via ctrlgenToml.py / Legacy2toml.py) from [[spec]]; almost never hand-edited

(Until 2026-09 the three tables were a separate PB.<sname>.toml. The binaries do not read such a file: they abort and point at ctrlg_absorb.py <sname>, which appends its tables to [product_basis] and keeps the original as .bk.)

Product basis is originally given by F.Aryasetiawan and O.Gunnarsson (PRB 49, 16214). The mixed product basis (Solid State Commun. 2002) is the successor of original.

[product_basis] cut-offs (in ctrlg.<sname>.toml) ​

toml
[product_basis]
pb_tolerance = [0.001]   # cut off of linear dependency (default 1e-3)
                         #   larger ⇒ fewer product basis. 1d-2 is OK
                         #   when you want a cheaper calculation.
pb_lcutmx    = [4, 4]    # per-site l-cutoff for the product basis.
                         #   4 needed when valence 3d exists (Ni, Ga, ...);
                         #   2 OK for oxygen; 6 needed for 4f / 5f atoms.
                         #   site order = [[site]] order; see lmchk SiteInfo.

After editing, re-run lmf --jobgw=1 (or the next gwsc step) — the hbasfp0 driver consumes these values and reports the resulting basis sizes in lbas / lbasC.

The per-atom tables (nlx, valence, core) ​

They follow the cut-offs in the same [product_basis] table; every row starts with the site index iatom (in [[site]] order). gwinit writes them from rsmh/eh/pz of [[spec]] and adds a label per row; the explanation below is written into the file itself as comments, and the three tables are divided by # ---- rules.

toml
[product_basis]
pb_tolerance = [1e-3]
pb_lcutmx    = [4]
# ----------------------------------------------------------------
# nlx [iatom, l, nnvv, nnc]: one row per (iatom, l) ...
nlx = [
  [1, 0, 2, 3],
  [1, 1, 2, 2],
  [1, 2, 2, 0],
  [1, 3, 2, 0],
  [1, 4, 2, 0],
]

# ----------------------------------------------------------------
# valence [iatom, l, n, occ, unocc]: one row per valence radial function ...
valence = [
  [1, 0, 1, 1, 1],   # 4s_phi
  [1, 0, 2, 0, 0],   # 4s_phidot
  [1, 1, 1, 1, 1],   # 4p_phi
  [1, 1, 2, 0, 0],   # 4p_phidot
  [1, 2, 1, 1, 1],   # 3d_phi
  [1, 2, 2, 0, 0],   # 3d_phidot
  [1, 3, 1, 0, 1],   # 4f_phi
  [1, 3, 2, 0, 0],   # 4f_phidot
  [1, 4, 1, 0, 0],   # 5g_phi
  [1, 4, 2, 0, 0],   # 5g_phidot
]

# ----------------------------------------------------------------
# core [iatom, l, n, occ, unocc, forX0, forSxc]: one row per core level ...
core = [
  [1, 0, 1, 0, 0, 0, 0],   # 1S
  [1, 0, 2, 0, 0, 0, 0],   # 2S
  [1, 0, 3, 0, 0, 0, 0],   # 3S
  [1, 1, 1, 0, 0, 0, 0],   # 2P
  [1, 1, 2, 0, 0, 0, 0],   # 3P
]

Semantics (same as the legacy <PRODUCT_BASIS> block — only the container changed):

  • nlx row [iatom, l, nnvv, nnc] — how many radial functions ecalj has on each l channel of that site: nnvv = 2 is {phi, phidot}, nnvv = 3 adds the local orbital phiz; nnc is the number of core levels at that l. Derived, do not edit.
  • valence row [iatom, l, n, occ, unocc] — one per radial function, n = 1 phi, 2 phidot, 3 phiz. occ / unocc are 0/1 switches that put the function into the "occupied" / "unoccupied" group; the product basis is formed from products (occupied group) × (unoccupied group) and pruned by pb_tolerance. phidot is usually left out (0 0) for speed; including it gives a more accurate basis.
  • core row [iatom, l, n, occ, unocc, forX0, forSxc] — one per core level (n = 1 deepest). forX0 / forSxc came from the CORE1/CORE2 distinction of PRB 76, 165106 (2007). Historical: modern runs leave every core row all-zero.

The site index iatom follows the order of [[site]] in ctrlg.<sname>.toml; lmchk prints the order at the top of its console output.

Legacy input. Legacy2toml.py translates the pre-TOML <PRODUCT_BASIS> block of GWinput into the [product_basis] section above.

MEMO ​

  • We need to explain how to set Gamma-cell averaged .
  • 旧い開発者向けの理論メモ ecaljdetails（2015〜2022、offset-Γ 法・クーロン行列・EIBZ など）は 2026-10-02 に外した。今も通じる要点は ecalj の MD/past_log.md §14、原文は ecaljdoc のコミット 3284d0b の ecaljdetails/ecaljdetails.tex。