弹性常数是描述材料力学性质的重要参数,反映了材料在受力时的响应能力。在第一性原理计算中,弹性常数通常通过以下两种方法计算:
(1) 应力-应变法(Stress-Strain Method)
该方法通过计算材料在微小应变下的能量变化,结合泰勒展开和二阶导数来确定弹性常数。具体步骤包括:
对晶体结构施加微小应变(如δ),并计算其总能量变化。
通过多项式拟合能量与应变的关系,提取弹性常数矩阵。
通过求解能量-应变关系的二阶导数,得到弹性常数(如C11、C12、C44等)。
(2) 能量-应变法(Energy-Strain Method)
该方法基于能量-应变关系,通过计算不同应变下的总能量变化,结合多项式拟合和二阶导数计算弹性常数。
该方法在计算精度和效率上优于应力-应变法,尤其适用于复杂晶体结构。
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ISTART=0 #开始新的任务,随机产生初始波函数
ICHARG=2 #开始新的任务,从原子电荷密度产生体系初始电荷密度
EDIFF=1E-5 #相邻两步电子迭代的能量差收敛标准
EDIFFG=-0.1 #离子弛豫的force的收敛标准
ISMEAR=0 #费米能级附近电子占据数为高斯分布,适合金属、半导体、绝缘体
NFREE = 2 #中心差分法计算能量对位移的微分
Automatic generation #注释行
将结构优化opt文件夹复制成elas弹性常数的文件夹
修改IBRION=6、NSW=1、NFREE=2、POTIM=0.015。
第三步、把结构优化的CONTCAR复制成POSCAR
grep “TOTAL ELASTIC MODULI” -A9 OUTCAR
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