coherence: Inom materialvetenskap hänvisar koherens till graden av strukturell likhet mellan två angränsande faser eller kristaller. Ett sammanhängande gränssnitt betyder att kristallgitterna för de två faserna matchar perfekt vid gränssnittet, vilket leder till en minimal missanpassning i atompositioner.
gränsytanergi: Gränssnittsenergi är överskottsenergin förknippad med bildandet av ett gränssnitt mellan två olika faser. Det uppstår från det faktum att atomer vid gränssnittet upplever olika bindningsmiljöer jämfört med de i huvuddelen av varje fas.
Förhållande:
* coherenta gränssnitt: Generellt tenderar sammanhängande gränssnitt att ha lägre gränsytörsenergier jämfört med inkoherenta gränssnitt. Detta beror på att den minimala atommatchningen vid ett sammanhängande gränssnitt leder till mindre belastning och färre dinglande bindningar, vilket resulterar i en lägre total energistraff.
* inkoherenta gränssnitt: Osammanhängande gränssnitt, där de två fasernas gitter inte matchar, har en högre grad av felanpassning och därmed högre gränssnittsenergi . Detta beror på skapandet av defekter, dislokationer och felaktig stam vid gränssnittet, vilket kräver mer energi att bildas.
Faktorer som påverkar gränsyteenergi:
* gittermatchning: Ju större missanpassning mellan gitteren i de två faserna, desto högre är gränsytanergin.
* Kristallografisk orientering: Orienteringen av de två faserna relativt varandra kan påverka graden av sammanhållning och därför gränsytanergin.
* Ytkemi: De kemiska sammansättningen och bindningsegenskaperna hos ytorna kan också påverka gränsytanergin.
* Temperatur: Gränssnittsenergi kan påverkas av temperaturen eftersom den påverkar atomrörlighet och bindningsinteraktioner.
Exempel:
* Epitaxial tillväxt: Vid epitaxiell tillväxt, där ett kristallint material växer ovanpå ett annat med en liknande gitterstruktur, bildas koherenta gränssnitt ofta, vilket resulterar i låg gränssnittsenergi och högkvalitativa filmer.
* korngränser: Korngränser i polykristallina material är gränssnitt mellan olika korn med olika kristallografiska orienteringar. Gränssnittsenergin vid dessa gränser kan variera beroende på koherensgraden.
Sammanfattningsvis: Koherens spelar en avgörande roll för att bestämma gränsytanergi. Generellt leder mer sammanhängande gränssnitt till lägre gränsytörsenergier på grund av minskad stam och färre defekter. Det specifika förhållandet mellan koherens och gränsytanergi kan emellertid vara komplex och påverkas av olika faktorer.
