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ufG0T0pp
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370ddf6c16
commit
8469a6b91c
537
src/GT/ufG0T0pp.f90
Normal file
537
src/GT/ufG0T0pp.f90
Normal file
@ -0,0 +1,537 @@
|
||||
subroutine ufG0T0pp(dotest,TDA_W,nBas,nC,nO,nV,nR,nS,ENuc,ERHF,ERI,eHF)
|
||||
|
||||
! Upfolded G0T0pp equations
|
||||
|
||||
implicit none
|
||||
include 'parameters.h'
|
||||
|
||||
! Input variables
|
||||
|
||||
logical,intent(in) :: dotest
|
||||
|
||||
logical,intent(in) :: TDA_W
|
||||
integer,intent(in) :: nBas
|
||||
integer,intent(in) :: nC
|
||||
integer,intent(in) :: nO
|
||||
integer,intent(in) :: nV
|
||||
integer,intent(in) :: nR
|
||||
integer,intent(in) :: nS
|
||||
double precision,intent(in) :: ENuc
|
||||
double precision,intent(in) :: ERHF
|
||||
double precision,intent(in) :: ERI(nBas,nBas,nBas,nBas)
|
||||
double precision,intent(in) :: eHF(nBas)
|
||||
|
||||
! Local variables
|
||||
|
||||
integer :: p
|
||||
integer :: s
|
||||
integer :: i,j,k,l
|
||||
integer :: a,b,c,d
|
||||
integer :: jb,kc,ia,ja
|
||||
integer :: klc,kcd,ija,ijb,iab,jab
|
||||
|
||||
logical :: dRPA
|
||||
integer :: ispin
|
||||
double precision :: EcRPA
|
||||
integer :: n2h1p,n2p1h,nH
|
||||
double precision,external :: Kronecker_delta
|
||||
double precision,allocatable :: H(:,:)
|
||||
double precision,allocatable :: eGW(:)
|
||||
double precision,allocatable :: Z(:)
|
||||
double precision,allocatable :: Aph(:,:)
|
||||
double precision,allocatable :: Bph(:,:)
|
||||
double precision,allocatable :: Om(:)
|
||||
double precision,allocatable :: XpY(:,:)
|
||||
double precision,allocatable :: XmY(:,:)
|
||||
double precision,allocatable :: rho(:,:,:)
|
||||
|
||||
logical :: verbose = .true.
|
||||
double precision,parameter :: cutoff1 = 0.01d0
|
||||
double precision,parameter :: cutoff2 = 0.01d0
|
||||
double precision :: eF
|
||||
double precision,parameter :: window = 2d0
|
||||
|
||||
double precision :: start_timing,end_timing,timing
|
||||
|
||||
! Output variables
|
||||
|
||||
! Hello world
|
||||
|
||||
write(*,*)
|
||||
write(*,*)'******************************************'
|
||||
write(*,*)'* Restricted Upfolded G0T0pp Calculation *'
|
||||
write(*,*)'******************************************'
|
||||
write(*,*)
|
||||
|
||||
! Dimension of the supermatrix
|
||||
|
||||
n2h1p = nO*nO*nV
|
||||
n2p1h = nV*nV*nO
|
||||
nH = 1 + n2h1p + n2p1h
|
||||
|
||||
! Memory allocation
|
||||
|
||||
allocate(H(nH,nH),eGW(nH),Z(nH))
|
||||
|
||||
! Initialization
|
||||
|
||||
dRPA = .true.
|
||||
EcRPA = 0d0
|
||||
|
||||
eF = 0.5d0*(eHF(nO+1) + eHF(nO))
|
||||
|
||||
!-------------------------!
|
||||
! Main loop over orbitals !
|
||||
!-------------------------!
|
||||
|
||||
do p=nO-1,nO
|
||||
|
||||
H(:,:) = 0d0
|
||||
|
||||
if (TDA_W) then
|
||||
|
||||
! TDA for W
|
||||
|
||||
write(*,*) 'Tamm-Dancoff approximation actived!'
|
||||
write(*,*)
|
||||
|
||||
!---------------------------!
|
||||
! Compute GW supermatrix !
|
||||
!---------------------------!
|
||||
! !
|
||||
! | F V2h1p V2p1h | !
|
||||
! | | !
|
||||
! H = | V2h1p C2h1p 0 | !
|
||||
! | | !
|
||||
! | V2p1h 0 C2p1h | !
|
||||
! !
|
||||
!---------------------------!
|
||||
|
||||
call wall_time(start_timing)
|
||||
|
||||
!---------!
|
||||
! Block F !
|
||||
!---------!
|
||||
|
||||
! H(1,1) = eHF(p)
|
||||
!
|
||||
! !-------------!
|
||||
! ! Block V2h1p !
|
||||
! !-------------!
|
||||
|
||||
! ija = 0
|
||||
! do i=nC+1,nO
|
||||
! do j=nC+1,nO
|
||||
! do a=nO+1,nBas-nR
|
||||
! ija = ija + 1
|
||||
!
|
||||
! H(1 ,1+ija) = sqrt(2d0)*ERI(p,a,i,j)
|
||||
! H(1+ija,1 ) = sqrt(2d0)*ERI(p,a,i,j)
|
||||
!
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
|
||||
! !-------------!
|
||||
! ! Block V2p1h !
|
||||
! !-------------!
|
||||
!
|
||||
! iab = 0
|
||||
! do i=nC+1,nO
|
||||
! do a=nO+1,nBas-nR
|
||||
! do b=nO+1,nBas-nR
|
||||
! iab = iab + 1
|
||||
!
|
||||
! H(1 ,1+n2h1p+iab) = sqrt(2d0)*ERI(p,i,b,a)
|
||||
! H(1+n2h1p+iab,1 ) = sqrt(2d0)*ERI(p,i,b,a)
|
||||
!
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
!
|
||||
! !-------------!
|
||||
! ! Block C2h1p !
|
||||
! !-------------!
|
||||
!
|
||||
! ija = 0
|
||||
! do i=nC+1,nO
|
||||
! do j=nC+1,nO
|
||||
! do a=nO+1,nBas-nR
|
||||
! ija = ija + 1
|
||||
!
|
||||
! klc = 0
|
||||
! do k=nC+1,nO
|
||||
! do l=nC+1,nO
|
||||
! do c=nO+1,nBas-nR
|
||||
! klc = klc + 1
|
||||
!
|
||||
! H(1+ija,1+klc) &
|
||||
! = ((eHF(i) + eHF(j) - eHF(a))*Kronecker_delta(j,l)*Kronecker_delta(a,c) &
|
||||
! - 2d0*ERI(j,c,a,l))*Kronecker_delta(i,k)
|
||||
!
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
!
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
!
|
||||
! !-------------!
|
||||
! ! Block C2p1h !
|
||||
! !-------------!
|
||||
!
|
||||
! iab = 0
|
||||
! do i=nC+1,nO
|
||||
! do a=nO+1,nBas-nR
|
||||
! do b=nO+1,nBas-nR
|
||||
! iab = iab + 1
|
||||
!
|
||||
! kcd = 0
|
||||
! do k=nC+1,nO
|
||||
! do c=nO+1,nBas-nR
|
||||
! do d=nO+1,nBas-nR
|
||||
! kcd = kcd + 1
|
||||
!
|
||||
! H(1+n2h1p+iab,1+n2h1p+kcd) &
|
||||
! = ((eHF(a) + eHF(b) - eHF(i))*Kronecker_delta(i,k)*Kronecker_delta(a,c) &
|
||||
! + 2d0*ERI(a,k,i,c))*Kronecker_delta(b,d)
|
||||
!
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
!
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
! end do
|
||||
!
|
||||
call wall_time(end_timing)
|
||||
|
||||
timing = end_timing - start_timing
|
||||
write(*,*)
|
||||
write(*,'(A65,1X,F9.3,A8)') 'Total CPU time for construction of supermatrix = ',timing,' seconds'
|
||||
write(*,*)
|
||||
|
||||
else
|
||||
|
||||
! RPA for W
|
||||
|
||||
write(*,*) 'Tamm-Dancoff approximation deactivated!'
|
||||
write(*,*)
|
||||
|
||||
!---------------------------!
|
||||
! Compute GW supermatrix !
|
||||
!---------------------------!
|
||||
! !
|
||||
! | F W2h1p W2p1h | !
|
||||
! | | !
|
||||
! H = | W2h1p D2h1p 0 | !
|
||||
! | | !
|
||||
! | W2p1h 0 D2p1h | !
|
||||
! !
|
||||
!---------------------------!
|
||||
|
||||
! Memory allocation
|
||||
|
||||
allocate(Om1s(nVVs),X1s(nVVs,nVVs),Y1s(nOOs,nVVs), &
|
||||
Om2s(nOOs),X2s(nVVs,nOOs),Y2s(nOOs,nOOs), &
|
||||
rho1s(nBas,nBas,nVVs),rho2s(nBas,nBas,nOOs), &
|
||||
Om1t(nVVt),X1t(nVVt,nVVt),Y1t(nOOt,nVVt), &
|
||||
Om2t(nOOt),X2t(nVVt,nOOt),Y2t(nOOt,nOOt), &
|
||||
rho1t(nBas,nBas,nVVt),rho2t(nBas,nBas,nOOt))
|
||||
|
||||
! alpha-beta block
|
||||
|
||||
ispin = 1
|
||||
iblock = 3
|
||||
|
||||
! Compute linear response
|
||||
|
||||
allocate(Bpp(nVVs,nOOs),Cpp(nVVs,nVVs),Dpp(nOOs,nOOs))
|
||||
|
||||
if(.not.TDA_T) call ppLR_B(iblock,nBas,nC,nO,nV,nR,nOOs,nVVs,1d0,ERI,Bpp)
|
||||
call ppLR_C(iblock,nBas,nC,nO,nV,nR,nVVs,1d0,eHF,ERI,Cpp)
|
||||
call ppLR_D(iblock,nBas,nC,nO,nV,nR,nOOs,1d0,eHF,ERI,Dpp)
|
||||
|
||||
call ppLR(TDA_T,nOOs,nVVs,Bpp,Cpp,Dpp,Om1s,X1s,Y1s,Om2s,X2s,Y2s,EcRPA(ispin))
|
||||
|
||||
deallocate(Bpp,Cpp,Dpp)
|
||||
|
||||
call print_excitation_energies('ppRPA@RHF','2p (alpha-beta)',nVVs,Om1s(:))
|
||||
call print_excitation_energies('ppRPA@RHF','2h (alpha-beta)',nOOs,Om2s(:))
|
||||
|
||||
! alpha-alpha block
|
||||
|
||||
ispin = 2
|
||||
iblock = 4
|
||||
|
||||
! Compute linear response
|
||||
|
||||
allocate(Bpp(nVVt,nOOt),Cpp(nVVt,nVVt),Dpp(nOOt,nOOt))
|
||||
|
||||
if(.not.TDA_T) call ppLR_B(iblock,nBas,nC,nO,nV,nR,nOOt,nVVt,1d0,ERI,Bpp)
|
||||
call ppLR_C(iblock,nBas,nC,nO,nV,nR,nVVt,1d0,eHF,ERI,Cpp)
|
||||
call ppLR_D(iblock,nBas,nC,nO,nV,nR,nOOt,1d0,eHF,ERI,Dpp)
|
||||
|
||||
call ppLR(TDA_T,nOOt,nVVt,Bpp,Cpp,Dpp,Om1t,X1t,Y1t,Om2t,X2t,Y2t,EcRPA(ispin))
|
||||
|
||||
deallocate(Bpp,Cpp,Dpp)
|
||||
|
||||
call print_excitation_energies('ppRPA@RHF','2p (alpha-alpha)',nVVt,Om1t)
|
||||
call print_excitation_energies('ppRPA@RHF','2h (alpha-beta)',nOOt,Om2t)
|
||||
|
||||
!----------------------------------------------
|
||||
! Compute excitation densities
|
||||
!----------------------------------------------
|
||||
|
||||
iblock = 3
|
||||
call GTpp_excitation_density(iblock,nBas,nC,nO,nV,nR,nOOs,nVVs,ERI,X1s,Y1s,rho1s,X2s,Y2s,rho2s)
|
||||
|
||||
iblock = 4
|
||||
call GTpp_excitation_density(iblock,nBas,nC,nO,nV,nR,nOOt,nVVt,ERI,X1t,Y1t,rho1t,X2t,Y2t,rho2t)
|
||||
|
||||
call wall_time(start_timing)
|
||||
|
||||
!---------!
|
||||
! Block F !
|
||||
!---------!
|
||||
|
||||
H(1,1) = eHF(p)
|
||||
|
||||
!-------------!
|
||||
! Block D2h1p !
|
||||
!-------------!
|
||||
|
||||
ija = 0
|
||||
do i=nC+1,nO
|
||||
do ja=1,nS
|
||||
ija = ija + 1
|
||||
|
||||
H(1+ija,1+ija) = eHF(i) - Om(ja)
|
||||
|
||||
end do
|
||||
end do
|
||||
|
||||
!-------------!
|
||||
! Block W2h1p !
|
||||
!-------------!
|
||||
|
||||
ija = 0
|
||||
do i=nC+1,nO
|
||||
do ja=1,nS
|
||||
ija = ija + 1
|
||||
|
||||
H(1 ,1+ija) = sqrt(2d0)*rho(p,i,ja)
|
||||
H(1+ija,1 ) = sqrt(2d0)*rho(p,i,ja)
|
||||
|
||||
end do
|
||||
end do
|
||||
|
||||
!-------------!
|
||||
! Block D2p1h !
|
||||
!-------------!
|
||||
|
||||
iab = 0
|
||||
do ia=1,nS
|
||||
do b=nO+1,nBas-nR
|
||||
iab = iab + 1
|
||||
|
||||
H(1+n2h1p+iab,1+n2h1p+iab) = eHF(b) + Om(ia)
|
||||
|
||||
end do
|
||||
end do
|
||||
|
||||
!-------------!
|
||||
! Block W2p1h !
|
||||
!-------------!
|
||||
|
||||
iab = 0
|
||||
do ia=1,nS
|
||||
do b=nO+1,nBas-nR
|
||||
iab = iab + 1
|
||||
|
||||
H(1 ,1+n2h1p+iab) = sqrt(2d0)*rho(p,b,ia)
|
||||
H(1+n2h1p+iab,1 ) = sqrt(2d0)*rho(p,b,ia)
|
||||
|
||||
end do
|
||||
end do
|
||||
|
||||
! Memory deallocation
|
||||
|
||||
deallocate(Om,Aph,Bph,XpY,XmY,rho)
|
||||
|
||||
call wall_time(end_timing)
|
||||
|
||||
timing = end_timing - start_timing
|
||||
write(*,*)
|
||||
write(*,'(A65,1X,F9.3,A8)') 'Total CPU time for construction of supermatrix = ',timing,' seconds'
|
||||
write(*,*)
|
||||
|
||||
end if
|
||||
|
||||
!-------------------------!
|
||||
! Diagonalize supermatrix !
|
||||
!-------------------------!
|
||||
|
||||
call wall_time(start_timing)
|
||||
|
||||
call diagonalize_matrix(nH,H,eGW)
|
||||
|
||||
call wall_time(end_timing)
|
||||
|
||||
timing = end_timing - start_timing
|
||||
write(*,*)
|
||||
write(*,'(A65,1X,F9.3,A8)') 'Total CPU time for diagonalization of supermatrix = ',timing,' seconds'
|
||||
write(*,*)
|
||||
|
||||
!-----------------!
|
||||
! Compute weights !
|
||||
!-----------------!
|
||||
|
||||
do s=1,nH
|
||||
Z(s) = H(1,s)**2
|
||||
end do
|
||||
|
||||
!--------------!
|
||||
! Dump results !
|
||||
!--------------!
|
||||
|
||||
write(*,*)'-------------------------------------------'
|
||||
write(*,'(1X,A32,I3,A8)')'| G0W0 energies (eV) for orbital',p,' |'
|
||||
write(*,*)'-------------------------------------------'
|
||||
write(*,'(1X,A1,1X,A3,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X,A15,1X)') &
|
||||
'|','#','|','e_QP','|','Z','|'
|
||||
write(*,*)'-------------------------------------------'
|
||||
|
||||
do s=1,nH
|
||||
if(eGW(s) < eF .and. eGW(s) > eF - window) then
|
||||
! if(Z(s) > cutoff1) then
|
||||
write(*,'(1X,A1,1X,I3,1X,A1,1X,F15.6,1X,A1,1X,F15.6,1X,A1,1X)') &
|
||||
'|',s,'|',eGW(s)*HaToeV,'|',Z(s),'|'
|
||||
end if
|
||||
end do
|
||||
|
||||
write(*,*)'-------------------------------------------'
|
||||
write(*,*)
|
||||
|
||||
if(verbose) then
|
||||
|
||||
if(TDA_W) then
|
||||
|
||||
! TDA printing format
|
||||
|
||||
do s=1,nH
|
||||
|
||||
if(eGW(s) < eF .and. eGW(s) > eF - window) then
|
||||
|
||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
|
||||
write(*,'(1X,A7,1X,I3,A6,I3,A1,1X,A7,F12.6,A13,F6.4,1X)') &
|
||||
'Orbital',p,' and #',s,':','e_QP = ',eGW(s)*HaToeV,' eV and Z = ',Z(s)
|
||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
|
||||
write(*,'(1X,A20,1X,A20,1X,A15,1X)') &
|
||||
' Configuration ',' Coefficient ',' Weight '
|
||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
|
||||
|
||||
if(p <= nO) &
|
||||
write(*,'(1X,A7,I3,A16,1X,F15.6,1X,F15.6)') &
|
||||
' (',p,') ',H(1,s),H(1,s)**2
|
||||
if(p > nO) &
|
||||
write(*,'(1X,A16,I3,A7,1X,F15.6,1X,F15.6)') &
|
||||
' (',p,') ',H(1,s),H(1,s)**2
|
||||
|
||||
ija = 0
|
||||
do i=nC+1,nO
|
||||
do j=nC+1,nO
|
||||
do a=nO+1,nBas-nR
|
||||
ija = ija + 1
|
||||
|
||||
if(abs(H(1+ija,s)) > cutoff2) &
|
||||
write(*,'(1X,A3,I3,A1,I3,A6,I3,A7,1X,F15.6,1X,F15.6)') &
|
||||
' (',i,',',j,') -> (',a,') ',H(1+ija,s),H(1+ija,s)**2
|
||||
|
||||
end do
|
||||
end do
|
||||
end do
|
||||
|
||||
iab = 0
|
||||
do i=nC+1,nO
|
||||
do a=nO+1,nBas-nR
|
||||
do b=nO+1,nBas-nR
|
||||
iab = iab + 1
|
||||
|
||||
if(abs(H(1+n2h1p+iab,s)) > cutoff2) &
|
||||
write(*,'(1X,A7,I3,A6,I3,A1,I3,A3,1X,F15.6,1X,F15.6)') &
|
||||
' (',i,') -> (',a,',',b,') ',H(1+n2h1p+iab,s),H(1+n2h1p+iab,s)**2
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end do
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end do
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end do
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write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
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write(*,*)
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end if
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end do
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else
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! non-TDA printing format
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do s=1,nH
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if(eGW(s) < eF .and. eGW(s) > eF - window) then
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write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
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write(*,'(1X,A7,1X,I3,A6,I3,A1,1X,A7,F12.6,A13,F6.4,1X)') &
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'Orbital',p,' and #',s,':','e_QP = ',eGW(s)*HaToeV,' eV and Z = ',Z(s)
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write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
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write(*,'(1X,A20,1X,A20,1X,A15,1X)') &
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' Conf. (p,ia) ',' Coefficient ',' Weight '
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write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
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if(p <= nO) &
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write(*,'(1X,A7,I3,A16,1X,F15.6,1X,F15.6)') &
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||||
' (',p,') ',H(1,s),H(1,s)**2
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||||
if(p > nO) &
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||||
write(*,'(1X,A16,I3,A7,1X,F15.6,1X,F15.6)') &
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' (',p,') ',H(1,s),H(1,s)**2
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ija = 0
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do i=nC+1,nO
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do ja=1,nS
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ija = ija + 1
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if(abs(H(1+ija,s)) > cutoff2) &
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write(*,'(1X,A7,I3,A1,I3,A12,1X,F15.6,1X,F15.6)') &
|
||||
' (',i,',',ja,') ',H(1+ija,s),H(1+ija,s)**2
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end do
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end do
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iab = 0
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do ia=1,nS
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do b=nO+1,nBas-nR
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iab = iab + 1
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||||
if(abs(H(1+n2h1p+iab,s)) > cutoff2) &
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write(*,'(1X,A7,I3,A1,I3,A12,1X,F15.6,1X,F15.6)') &
|
||||
' (',ia,',',b,') ',H(1+n2h1p+iab,s),H(1+n2h1p+iab,s)**2
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||||
end do
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||||
end do
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write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
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write(*,*)
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end if
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end do
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end if
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end if
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end do
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end subroutine
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