固體表面和表面結構
表面是指固體表層一個或數個原子層的區域。由於表面粒子（分子或原子）沒有鄰居粒子，使其物理性和化學性質與固體內部的性質明顯不同。例如：由於偏析造成化學成分與體內不同，原子排列情形不同，能吸附外來原子或分子形成有序或無序的吸附層等。
表面結構：固體表面幾個原子層中原子的排列情況。包括表面單位格線的形狀和大小，它相對於基底單位格線的取向，表面單位格線中原子的數目和相對位置（鍵長和鍵角等），最外層原子與第二、三……層原子的距離以及表面各層中原子的種類和排列狀況等。
弛豫現象
原子核從激發的狀態回復到平衡排列狀態的過程叫弛豫過程。一個巨觀平衡系統由於周圍環境的變化或受到外界的作用而變為非平衡狀態，這個系統再從非平衡狀態過渡到新的平衡態的過程就稱為弛豫過程。弛豫過程實質上是系統中微觀粒子由於相互作用而交換能量，最後達到穩定分布的過程。弛豫過程的巨觀規律決定於系統中微觀粒子相互作用的性質。因此，研究弛豫現象是獲得這些相互作用的信息的最有效途徑之一。
弛豫與重構:
由於固體表面上原子配位數減少，所以處於表面上的原子缺少相鄰的原子，會失去三維結構狀態下原子之間作用力的平衡。這樣，解理後那些處於表面上的原子，必然要發生馳豫，以尋求新的平衡位置，因而會發生重構（reconstruction）以降低表面的能量。所以弛豫和重構是金屬，大多數化合物解理後普遍存在的一種表面現象。
表面原子配位數減少，必然造成處於最頂層的原子存在剩餘價鍵。解理後表面上每個原子有一個懸掛鍵，具有給出或接受一個電子的能力，因此易於同環境發生相互作用。這就是固體表面在化學上比較活潑，具有特殊反應能力的物理起源。對於不同的材料以及不同的界面，由於自由鍵密度不同，因而它們的化學反應能力也各不相等。這就是不同金屬表面的吸附和催化反應能力有差別的基本原因之一。總之，材料表面的電子結構完全不同於三維相。
研究表面原子幾何結構不同於體相，出現了重構，形成了新的對稱性，元格結構，發生相變，同時表面上還會產生各種微觀缺陷。對於這種表面結構的測定，已不能採用通常三維體相X射線衍射（XRD）技術。研究表面結構常用的手段是低能電子衍射，它的理論和實驗都發展得比較成熟。此外，也有採用反射高能電子衍射(RHEED)、掃描高能電子衍射(SHEED)和中能電子衍射(MEED)的。最近發展起來的研究手段有角分辨光電子譜、高分辨電子能量損失譜、低能離子散射譜、原子束（或分子束）背散射譜、擴展X 射線吸收精細結構譜、光電子衍射譜、掃描隧道顯微鏡以及場離子顯微鏡等，它們從不同方面提供了有關表面結構的重要信息。
