计算材料的弹性常数，对于计算资深老鸟，不是什么难事。把晶胞拉拉，扭扭，算一下总能。把能量差和形变差除一下，就搞定了，计算量不大，就是输入文件弄半天。计算结果对着公式再整理，也是比较烦人。对于VASP用户就比较幸福，有VASPKIT帮忙直接算这些弹性常数和模量。Quantum Espresso好像没有自带的算弹性常数的。只有带了一个ev.x可以计算体模量的。

ElaStic有QE的接口，可以通过QE+ElaStic计算弹性常数和模量等力学性质。但没有中文说明，对于中文初学者不是那么方便。这几天，摸索了一下，写一个简单的使用说明，给初学者做参考。另一个重要的原因是，怕自己一段时间不用，忘了，再捡起来又要化比较多的时间。

1.下载地址：

http://exciting.wdfiles.com/local--files/elastic/ElaStic_1.1.tar.gz

写这个说明书时，这是最新的了。

2.安装

解压文件

tar xvzf ElasStic_1.1.tar.gz

Linux系统的账户目录下，在  .bashrc 文件中加入两行export…：

export ElaSticROOT=/home/dir1/dir2/ElaStic 

#准备把ElaStic安装的绝对路径，修改dir1和dir2

export PATH=$PATH:/home/dir1/dir2/ElaStic

#让系统自动找到ElaStic的可执行文件

在这个目录下编译SpaceGroups

     tar xfvp adon_v1_0.tar.gz

     cd SpaceGroups

     make

     cp sgroup $ElaSticROOT

为了分析计算结果，还要安装xmgrace

3.使用（QE+ElaStic）

计算石墨的弹性常数和模量为例

1）建立计算输入结构文件

ElaStic_Setup_ESPRESSO

进入交互式输入模式

     Energy  ---=>  1          

     Stress  ---=>  2   

>>>> Please choose the method of the calculation (choose 1 or 2): 1

     2nd  ---=>  2          

     3rd  ---=>  3   

>>>> Please choose the order of the elastic constant (choose 2 or 3): 2

>>>> Please enter the name of the Quantum-ESPRESSO input file: scf.in

     Number and name of space group: 194 (P 63/m m c)      

     Hexagonal I structure in the Laue classification.      

     This structure has 5 independent second-order elastic constants.

>>>> Please enter the maximum Lagrangian strain

     The suggested value is between 0.030 and 0.150: 0.05

     The maximum Lagrangian strain is 0.05

>>>> Please enter the number of the distorted structures [odd number > 4]: 41

     The number of the distorted structures is 41

加黑加红的字体，是要输入的内容。其中三处做个说明：

1. QE输入文件，要事先做好弛豫（vc-relax），得到平衡晶格常数和原子位置。

2.形变最大值（maximum Lagrangian strain），一般取0.05就够了。取太大没意义，还可能引起错误。

3.扭曲结构数目，不要取太小。按照我的经验，一般取21。取越大越好，但取太大数值，计算时间就比较长。因为这个数值越大，计算的扭曲结构越多，自然就需要越多的时间了。

2）计算各种扭曲结构的能量

写了一个shell的循环脚本，放到集群或超算的脚本文件中，方便提交计算。

m=5  #要计算的弹性常数个数，不知道就看一下Dst0？目录，？对应最大的数。

n=41  #就是扭曲结构数目，上一步输入的。

pw_command='mpirun -np 32 /home/tylv/tool/qe/qe-6.3/bin/pw.x'   #修改成自己系统pw.x对应的可执行命令就好

for ((i=1;i<=$m;i=i+1))

do

 cd Dst0${i}

 for ((j=1;j<=$n;j=j+1))

 do

  if [ $j -lt 10 ]; then

   cd Dst0${i}_0${j}

  else

   cd Dst0${i}_${j}

  fi

  input=`ls | cut -d "." -f 1`

  input=${input}.in

  output=`ls | cut -d "." -f 1`

  output=${output}.out

  ${pw_command} < ${input} > ${output}                                   

  rm -rf tmp    #这个就是为了节约存储空间，删除这一行也可以

  echo ${output}

  cd ..

 done

 cd ..

done

3）分析计算结果

ElaStic_Analyze

这一步要用到xmgrace看图。

结合两个图片，发现：对于Dst01，形变最大值（η_max）取0.02，拟合的多项式阶数n=4

（具体原理，看安装包自带的文章ElaStic_Paper.pdf，就是在找“平台”）

其他的几（Dst02，Dst03，Dst04……）个也是类似，确定η_max和n

4）计算弹性常数和模量

编辑文件ElaStic_2nd.in

Dst01 0.02 4

Dst02 0.01 2

Dst03 0.02 6

……

编辑好后，执行命令

ElaStic_Result

5）模量说明

  上步计算得到ElaStic_2nd.out文件，要的东西都在这个文件中了。

弹性常数没什么好说的，文件里标得清清楚楚。

但是各种模量，给出了三类：Voigt、Reuss、Hill

按照文章ElaStic_Paper.pdf说：

模量的极大值（Voigt），模量的极小值（Reuss）

模量（Hill）=（Voigt+Reuss）/2

例如：

Voigt bulk  modulus, B_V =   293.50  Gpa

Reuss bulk  modulus, B_R =    29.90  Gpa

Hill bulk  modulus,  B_H =   161.70  Gpa

**********************************************************************

搞了半天，其实在使用（QE+ElaStic）的第一步时，设置：

>>>> Please enter the maximum Lagrangian strain

     The suggested value is between 0.030 and 0.150: 0.03

     The maximum Lagrangian strain is 0.03

>>>> Please enter the number of the distorted structures [odd number > 4]: 11

     The number of the distorted structures is 11

第4步编辑文件ElaStic_2nd.in，直接用

Dst01 0.03 6

Dst02 0.03 6

Dst03 0.03 6

……

得到的结果就可以用了。什么找“平台”，结果也没好到哪里去，费时费力。