表面重建 表面重建是指固体表面原子为降低表面能而偏离其体内晶体学位置的重新排列现象。这种重构会导致表面形成不同于体相晶体结构的周期性排列。 表面重建的驱动力是降低表面能。在晶体内部，原子受到周围原子的对称作用力而处于平衡位置；但在表面，原子一侧缺少近邻原子，产生未饱和的键（悬挂键），使表面原子处于高能状态。为稳定这种状态，表面原子会通过以下方式重构：横向移动改变原子间距、垂直移动形成起伏、或改变键合方式。 表面重建的常见类型包括二聚化重构、缺失行重构和配对重构。以硅(111)7×7重构为例，这是最著名的表面重建之一。该重构中表面原子形成7倍于体相晶胞的周期性结构，包含12个吸附原子、9个二聚体和1层错，通过复杂的原子重排显著降低了表面能。 表面重建的表征主要依靠扫描隧道显微镜（STM）和低能电子衍射（LEED）。STM能直接观察原子排列，LEED通过衍射图样确定表面周期结构。例如通过LEED观察到硅(111)表面的衍射斑点间距是体相晶格的1/7，证实了7×7重构的存在。 表面重建受温度、压力和表面杂质影响。温度升高可能使重构结构转变为更无序状态；吸附外来原子会改变表面化学环境，诱导不同重构；应变也能调控重构模式，如在拉伸应变表面上可能形成特定取向的重构畴。 表面重建对材料性能有重要影响：改变表面化学反应活性，特定重构可能暴露更多活性位点；影响电子态密度，改变表面导电性；在纳米材料中，重构可能主导其光学和催化性质。理解表面重建对催化剂设计、半导体器件开发和表面工程具有重要意义。