Arayüz, iki faz arasındaki geçiş tabakası veya polikristalin
malzemelerde iki tane (grain) arasındaki temas yüzeyidir.
Ara yüzeylerdeki atomların ve moleküllerin özellikleri,
çevrelerindeki farklılığa bağlı olarak, kütle (bulk) haldeki faz veya
malzemedeki atomların ve moleküllerin özelliklerinden farklıdır. Dolayısıyla,
substansların arayüz özellikleri ve arayüz fenomeni fizik ve kimyanın özel bir
branşı kapsamınında incelenir. Yüzey etkileri, yüzey payının çok önemli olduğu
ve tüm malzemenin özelliklerini belirleyebilen nanomalzemelerde özel önem taşır
(örneğin, polikristalin bir malzeme için akma noktası ve grain büyüklüğü d
arasındaki ilişkiyi tanımlayan Hall-Petch ilişkisi).
En basit halde tek tür atomlardan oluşan bir nanomalzeme,
yapıları farklı iki komponent içerir; düzenli grainler (kristalitler) ve
arayüzer (grainarası sınırlar). Arayüzün yapısı, atomlararası (metal, kovalent,
iyonik) etkileşim türüne ve komşu grainlerin (kristalitlerin) karşılıklı
yönlendirilmesine göre belirlenir. Kompakt nanomalzemelerin arayüzleri, tekli
boşluklar, üçlü kavşaklarda veya kristalin eksikliğinde oluşan gözenekler veya
boşluk aglomaratları gibi bazı kusurlar içerebilir. Kompakt nanomalzemelerin
arayüzlerinde olası etkiler elastik stresler (tanelerin kristal dokularını,
sınırları boyunca bozar) ve grain-sınır kaymalarıdır (dislokasyon). Polikristalin
nanomalzemelerin tavlanması, arayüzeylerinin gevşemesine sağlar.
Önemli bir örnek yarıiletken heteroyapılarda görülür; iki
yarıiletken arasındaki arayüz (veya, bu durumda heterobağlantı), kimyasal
bileşimi farklı teknik bir araç işlevindedir. Çok keskin arayüzlerin bulunduğu
heteroyapılarda komşu heterosınırlar birbirlerine çok yakın konumdadırlar;
aralarında bulunan boşlukta, boyutsal kuantum etkileri belirleyici bir rol oynar.
Şekil-1: (a) Makroskopik skala arayüz,
(b) Mikroskobik skala arayüz
Şekil-2: Atomik skala arayüz
Şekil-3: Kompozitlerde bulunan
matris, takviye, arayüz ve arafazlar; m: primer (matris) faz, t: sekonder
(takviye) faz, a: arayüz
Şekil-4: Kompozit
arafaz
