Реконструкція поверхні стосується процесу, за допомогою якого атоми на поверхні кристала набувають структури, відмінної від структури об'єму. Реконструкції поверхні важливі тим, що вони допомагають зрозуміти хімію поверхні різних матеріалів, особливо у випадку, коли інший матеріал адсорбується на поверхні.
Основні принципи В ідеальному нескінченному кристалі рівноважне положення кожного окремого атома визначається силами, що діють на нього з боку всіх інших атомів у кристалі, що призводить до періодичної структури. Якщо поверхня вводиться в оточення шляхом завершення кристала вздовж заданої площини, то ці сили змінюються, змінюючи рівноважні положення решти атомів. Це найбільш помітно для атомів на площині поверхні або поблизу неї, оскільки вони тепер відчувають міжатомні сили лише з одного напрямку. Цей дисбаланс призводить до того, що атоми поблизу поверхні займають положення з різною відстанню та/або симетрією від атомів об'єму, створюючи іншу структуру поверхні. Цю зміну рівноважних положень поблизу поверхні можна класифікувати як релаксацію або реконструкцію.
Релаксація поверхні Релаксація стосується зміни положення поверхневих атомів відносно положень об'єму, при цьому елементарна комірка об'єму зберігається на поверхні. Часто це чисто нормальна релаксація: тобто атоми поверхні рухаються в напрямку, перпендикулярному до площини поверхні, що зазвичай призводить до меншої, ніж зазвичай, міжшарової відстані. Це має інтуїтивний сенс, оскільки можна очікувати, що поверхневий шар, який не зазнає сил з боку відкритої області, стискатиметься до об'єму. Більшість металів зазнають такого типу релаксації. Деякі поверхні також зазнають релаксації в латеральному напрямку, а також у нормалі, так що верхні шари зміщуються відносно шарів, що знаходяться далі, щоб мінімізувати позиційну енергію.
Проста реконструкція поверхні Реконструкція стосується зміни двовимірної структури поверхневих шарів, на додаток до змін положення всього шару. Наприклад, у кубічному матеріалі поверхневий шар може переструктуруватися, щоб прийняти меншу двовимірну відстань між атомами, оскільки бічні сили від сусідніх шарів зменшуються. Загальна симетрія шару також може змінитися, як у випадку поверхні Pt (100), яка реконструюється з кубічної до гексагональної структури. Реконструкція може впливати на один або декілька шарів на поверхні та може або зберігати загальну кількість атомів у шарі (консервативна реконструкція), або мати більшу чи меншу кількість, ніж в об'ємі (неконсервативна реконструкція).
Джерела Oura, K.; Lifshits, V. G.; Saranin, A. A.; Zotov, A. V.; and Katayama, M. (2003) Surface Science: An Introduction. Berlin: Springer-Verlag. .