p As funções Wannier foram introduzidas pela primeira vez por Gregory Wannier em 1937 como uma forma alternativa de descrever o estado fundamental eletrônico dos sistemas periódicos. Eles estavam ligados a orbitais Bloch, o método padrão de descrever esses estados fundamentais, por famílias de transformações em um espaço contínuo de matrizes unitárias. Infelizmente, isso estava ligado a um grande grau de arbitrariedade. p Em 1996, Nicola Marzari, diretor da NCCR MARVEL, em seguida, um pós-doutorado na Rutgers University, e o Prof. David Vanderbilt, também na Rutgers, desenvolveu um novo método que permite aos pesquisadores transformar iterativamente os orbitais Bloch estendidos de um cálculo de primeiros princípios em um conjunto único de funções Wannier "localizadas ao máximo". Essas funções ortogonais localizadas podem representar com muita precisão os autoestados de Bloch de um sistema periódico a um custo computacional muito baixo, graças ao tamanho mínimo do conjunto de base Wannier. Além disso, As funções de Wannier podem ser usadas para analisar a natureza da ligação química, ou como uma sonda local de fenômenos relacionados à polarização elétrica e magnetização orbital. Eles também podem ser construídos e usados ​​fora do contexto da teoria da estrutura eletrônica, por exemplo, em casos que incluem excitações de fônon, cristais fotônicos, e redes ópticas de átomo frio.

p A história do desenvolvimento do código pode ser encontrada aqui. É notável que já há 20 anos uma colaboração com o Prof. Alfonso Baldereschi e o Dr. Michel Posternak, aqui na EPFL, foi a chave para tornar o código verdadeiramente agnóstico a qualquer software de primeiros princípios, e, portanto, amplamente utilizável e interoperável. Seu uso e popularidade podem ser medidos pelas estatísticas sobre os documentos que descrevem v1.0 ou v2.0, coletando cerca de 500 artigos publicados apenas em 2019.

p Em sua encarnação Fortran90, Wannier90 agora fez a transição de ser desenvolvido por uma pequena comunidade de pesquisadores para um modelo onde os desenvolvimentos são orientados pela comunidade. Isso foi conseguido principalmente hospedando o código-fonte e os esforços de desenvolvimento associados em um repositório GitHub público, construindo uma comunidade de desenvolvedores Wannier90 comprometidos e recompensados ​​por novos lançamentos e documentos associados, e facilitando interações pessoais entre indivíduos por meio de workshops comunitários, o mais recente em San Sebastian em 2016, que lançou as bases para o presente artigo.

p Graças a esta transição, a versão 3.0 do programa inclui várias novas funcionalidades e melhorias que o tornam muito robusto, eficiente e rico em recursos. Isso inclui novos métodos para o cálculo de WFs e para a geração das projeções iniciais; paralelização e otimizações; interfaces com novos códigos, métodos e infraestruturas; nova funcionalidade do usuário; documentação aprimorada e várias correções de bugs. A ampliação da comunidade de desenvolvedores também teve um efeito visível em termos das práticas modernas de engenharia de software implementadas. Eles ajudam a melhorar a robustez e confiabilidade do código e facilitam sua manutenção pelo grupo de desenvolvedores do Wannier90, bem como sua sustentabilidade de longo prazo.