Coherentie: In de materialenwetenschap verwijst coherentie naar de mate van structurele gelijkenis tussen twee aangrenzende fasen of kristallen. Een coherente interface betekent dat de kristallen roosters van de twee fasen perfect overeenkomen met de interface, wat leidt tot een minimale mismatch in atomaire posities.

Interfaciale energie: Interfaciale energie is de overtollige energie geassocieerd met de vorming van een interface tussen twee verschillende fasen. Het komt voort uit het feit dat atomen op de interface verschillende bindingsomgevingen ervaren in vergelijking met die in het bulk van elke fase.

Relatie:

* Coherente interfaces: Over het algemeen hebben coherente interfaces de neiging om lagere grensvlakenergieën te hebben vergeleken met onsamenhangende interfaces. Dit komt omdat de minimale atoommismatch op een coherente interface leidt tot minder spanning en minder bungelende bindingen, wat resulteert in een lagere algehele energieboete.

* Incoherente interfaces: Onherente interfaces, waar de roosters van de twee fasen niet overeenkomen, hebben een hogere mate van mismatch en dus hogere interfaciale energie . Dit is te wijten aan het creëren van defecten, dislocaties en misfitstam op de interface, waarvoor meer energie nodig is om te vormen.

Factoren die de grensvlak van de grensvlak beïnvloeden:

* rooster mismatch: Hoe groter de mismatch tussen de roosters van de twee fasen, hoe hoger de interfaciale energie.

* Kristallografische oriëntatie: De oriëntatie van de twee fasen ten opzichte van elkaar kan de mate van coherentie en dus de grensvlakergie beïnvloeden.

* Surface Chemistry: De chemische samenstelling en bindingskarakteristieken van de oppervlakken kunnen ook de grensvlakergie beïnvloeden.

* Temperatuur: Interfaciale energie kan worden beïnvloed door temperatuur, omdat het de atomaire mobiliteit en bindingsinteracties beïnvloedt.

Voorbeelden:

* Epitaxiale groei: In epitaxiale groei, waarbij het ene kristallijn materiaal bovenop een ander groeit met een vergelijkbare roosterstructuur, worden coherente interfaces vaak gevormd, wat resulteert in lage grensvlakergie en hoogwaardige films.

* korrelgrenzen: Korrelgrenzen in polykristallijne materialen zijn interfaces tussen verschillende korrels met verschillende kristallografische oriëntaties. De interfaciale energie aan deze grenzen kan variëren, afhankelijk van de mate van coherentie.

Samenvattend: Coherentie speelt een cruciale rol bij het bepalen van grensvlakergie. Over het algemeen leiden meer coherente interfaces tot lagere grensvlakenergieën als gevolg van verminderde spanning en minder defecten. De specifieke relatie tussen coherentie en grensvlakergie kan echter complex zijn en beïnvloed door verschillende factoren.