阐述了表面重构表面重构（surface reconstruction）是指的是晶体表面在达到热力学稳定时，表层原子排列相对于体相理想晶格发生重新调整的现象。体相晶格中，原子处于各向同性的三维配位环境中，而在表面，周期性被切断，导致表面原子配位数降低、电子分布不均和化学势失衡。为了恢复局域能量最小化状态，表面原子发生重新排列，从而形成与体相不同的对称性与周期性结构，这一结构演变即为表面重构（图1）。

1. 表面重构现象示意图。DOI: 10.6100/IR734702。

表面重构的内部机制

表面重构的发生可归结为表面能的重新分配与键合环境的自洽调整为了降低这种额外能量，体系通过改变。电子云在表面区域发生重新分布，局部态密度相对于体相产生明显偏离，进而导致表面态的出现。该电子–原子耦合过程使得表面能够通过结构重排降低总能，从而实现热力学稳定（图2）。

2DOI:从热力学角度看，。体系的总自由能包含体相能、表面能和界面能通过改变表面原子的排列方式，体系可以显著降低表面能，从而降低总自由能。在特定条件下，。尽管外部条件可能改变最终的重构模式，但其核心机制始终是局域能量极小化与电子–原子相互作用的自洽调节（图3）。

图3. 表面重构的原子机制。DOI: 10.1021/jacs.3c06540。

表面重构的电子结构与对称性特征

由于表面电子态密度与能带填充状况的改变，电子局域化或离域化趋势增强，从而推动表面形成新的周期性排列此种电子与几何结构的协同作用低维特征。

. 通过原始钯纳米粒子的表面重构形成的团簇结构。DOI: 10.1126/science.adq0102。

表面重构还内在地体现了表面与体相的对称性差异。长程有序的空间群对称性这些新模式在群论和对称性分析下可被视为体相对称群的子群扩展，表现为表面特殊的二维布拉菲格子或准周期性排列。重构因此不仅是能量平衡的产物，也是对称性破缺条件下体系自洽演化的必然形式。