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1 | Spreadsheets for calculations of elastic constants with inputs and outputs of Quantum Espresso (QE) | Marcelo Falcão de Oliveira | marcelo.falcao@usp.br | |||||||||||||||||||||||
2 | EESC - USP | |||||||||||||||||||||||||
3 | QE | root | ||||||||||||||||||||||||
4 | Cell | 0,993556900000000 | -0,006797426000000 | 0,000621543000000 | ||||||||||||||||||||||
5 | Parameters | -0,006989858000000 | 1,029954212000000 | -0,005957893000000 | Resultant | -0,00000036 | 0,00000171 | 0,00000397 | ||||||||||||||||||
6 | (original) | 0,000670396000000 | -0,006111150000000 | 0,977311218000000 | Stress | 0,00000171 | 0,00000179 | -0,00005606 | ||||||||||||||||||
7 | (Ry/bohr3) | 0,00000397 | -0,00005606 | -0,00000376 | ||||||||||||||||||||||
8 | Strain > | exx | eyy | ezz | exy | exz | eyz | QE | -0,00000036 | 0,00000171 | 0,00000397 | |||||||||||||||
9 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,02 | Stress | 0,00000171 | 0,00000179 | -0,00005606 | ||||||||||||||||
10 | s (GPa) | Output | 0,00000397 | -0,00005606 | -0,00000376 | |||||||||||||||||||||
11 | 0,005295782736 | (Ry/bohr3) | ||||||||||||||||||||||||
12 | F | FT | -0,0263318086 | QE | 0,00000000 | 0,00000000 | 0,00000000 | |||||||||||||||||||
13 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0,05531150858 | Stress | 0,00000000 | 0,00000000 | 0,00000000 | |||||||||||||||
14 | 0 | 1 | 0,01 | 0 | 1 | 0,01 | 0,8246710561 | Original | 0,00000000 | 0,00000000 | 0,00000000 | |||||||||||||||
15 | 0 | 0,01 | 1 | 0 | 0,01 | 1 | -0,05840071517 | (Ry/bohr3) | ||||||||||||||||||
16 | -0,025154968 | |||||||||||||||||||||||||
17 | ||||||||||||||||||||||||||
18 | QE | F*root | e | s (GPa) | ||||||||||||||||||||||
19 | Cell | 0,993556900000000 | -0,006797426000000 | 0,000621543000000 | 0 | 0 | 0 | 0,005295782736 | -0,0263318086 | 0,05531150858 | 0,8246710561 | -0,05840071517 | -0,025154968 | |||||||||||||
20 | Parameters | -0,006983154040000 | 1,029893100500000 | 0,003815219180000 | 0 | 0,00005 | 0,01 | |||||||||||||||||||
21 | (strained) | 0,000600497420000 | 0,004188392120000 | 0,977251639070000 | 0 | 0,01 | 0,00005 | |||||||||||||||||||
22 | ||||||||||||||||||||||||||
23 | e | |||||||||||||||||||||||||
24 | 0 | |||||||||||||||||||||||||
25 | 0,00005 | Copy the values of s (green line) and e (gren column) and paste them | ||||||||||||||||||||||||
26 | I | 0,00005 | into the respective lines and columns of the calculation spreadsheet. | |||||||||||||||||||||||
27 | 1 | 0 | 0 | 0,02 | Run 6 simulations to fill up the matrices in the calculation spreadsheet | |||||||||||||||||||||
28 | 0 | 1 | 0 | 0 | or apply the necessary symetries when it is the case (see the references). | |||||||||||||||||||||
29 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||||||||||||||||||||||
30 | ||||||||||||||||||||||||||
31 | Disclaimer | |||||||||||||||||||||||||
32 | References: | These spreadsheets are intended for education and research. | ||||||||||||||||||||||||
33 | Stefaan Cottenier, Computing elastic constants by DFT: stress tensor procedure, 2018. | Use at your own risk. | ||||||||||||||||||||||||
34 | https://www.compmatphys.org/wp-content/uploads/2022/09/elastic_constants_stress_tensor_procedure-1.pdf | You can share to others or modify them, but at your own risk. | ||||||||||||||||||||||||
35 | Kelly, PA. Solid Mechanics Part I: An Introduction to Solid Mechanics, 2015. | (See Chapter 6) | ||||||||||||||||||||||||
36 | https://pkel015.connect.amazon.auckland.ac.nz/SolidMechanicsBooks/Part_I/index.html | |||||||||||||||||||||||||
37 | Man, CS., Huang, M. A Simple Explicit Formula for the Voigt-Reuss-Hill Average of Elastic Polycrystals with Arbitrary Crystal and Texture Symmetries. J Elast 105, 29–48 (2011) | |||||||||||||||||||||||||
38 | https://doi.org/10.1007/s10659-011-9312-y | |||||||||||||||||||||||||
39 | Mouhat, F., & Coudert, F. (2014, December 5). Necessary and sufficient elastic stability conditions in various crystal systems. Physical Review B. | |||||||||||||||||||||||||
40 | https://doi.org/10.1103/physrevb.90.224104 | |||||||||||||||||||||||||
41 | Ranganathan, S. I., & Ostoja–Starzewski, M. (2008, August 1). Universal Elastic Anisotropy Index. Physical Review Letters. | |||||||||||||||||||||||||
42 | https://doi.org/10.1103/physrevlett.101.055504 | |||||||||||||||||||||||||
43 | de Jong, M., Chen, W., Angsten, T. et al. Charting the complete elastic properties of inorganic crystalline compounds. Sci Data 2, 150009 (2015). | |||||||||||||||||||||||||
44 | https://doi.org/10.1038/sdata.2015.9 | |||||||||||||||||||||||||
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