摘要: 自然界很多有趣的现象源自变化,表面和界面是一种原子在空间占据上的变化。从一种介质变成另一种介质,就形成了界面;如果一侧为真空,另一侧为介质,则称为表面。通常决定物理性质的表面层的厚度在纳米或亚纳米尺度,也即几个原子层。在纳米材料和一些量子结构里,表面原子的数目所占的比例大为上升,而体内原子的数目所占比例下降,于是表面所具有的物理性质显得突出,例如同样是碳材料,石墨的物理性质主要由体内原子的性质决定,而单层碳原子石墨烯的物理性质主要由表面原子的性质决定;如果在表面附着一些原子分子,则表面的性质会表现出较大的变化,例如在分子束外延生长的薄膜材料上,掺杂少量的磁性原子,将等效于在原子周围产生一个磁场,在此磁场的影响下,表面电子态的量子物性会发生改变,这种改变有时是很明显的,例如时间反演对称性被破坏等;这些都意味着表面物理研究的重要性。