En grænseflade er et overgangslag mellem to faser eller en kontaktflade af to korn i polykrystallinske materialer [1] .
Atomer og molekyler ved grænsefladerne udviser andre egenskaber end atomer og molekyler i volumenet af en fase eller et materiale, da de befinder sig i et andet miljø (se også overflade ). I denne henseende er studiet af stofs egenskaber ved grænseflader og de fænomener, der opstår der, et særligt område af fysik og kemi. Overfladeeffekter bliver vigtige i nanoskala materialer, hvor overfladefraktionen er meget stor og kan begynde at bestemme materialets egenskaber som helhed (se f.eks. Hall-Petch relationen ) [1] .
I det simpleste tilfælde indeholder et nanomateriale bestående af atomer af samme type to komponenter, der adskiller sig i struktur: ordnede korn ( krystallitter ) og grænseflader (korngrænser). Strukturen af grænsefladerne er bestemt af typen af interatomiske interaktioner (metalliske, kovalente, ioniske) og den gensidige orientering af nabokorn (krystallitter). Grænsefladen mellem kompakte nanomaterialer kan indeholde tre typer defekter: individuelle ledige stillinger ; ledige agglomerater eller porer dannet ved triple junctions af krystallitter og på stedet for manglende krystallitter. Ved grænsefladerne mellem kompakte nanomaterialer kan der være elastiske spændinger, der lokalt forvrænger krystalgitteret af korn nær deres grænser , og korngrænseforskydninger . Udglødning af polykrystallinske nanomaterialer fører til afslapning af grænseflader [1] .
Et vigtigt eksempel er halvlederheterostrukturer , hvor selve grænsefladen (eller i dette tilfælde heterojunction ) mellem to halvledere af forskellig kemisk sammensætning fungerer som en teknisk enhed. I heterostrukturer med meget skarpe grænseflader er tilstødende heterogrænseflader placeret så tæt på hinanden, at størrelseskvanteeffekter spiller en afgørende rolle i afstanden mellem dem [1] .