中的吸附原子]]
吸附原子（），是位于晶体表面的原子，可被视为表面晶格空位的相反情况。该术语用于描述表面上单个原子及表面粗糙度时的表面科学与外延领域。该词英文“adatom”为“adsorbed atom”的混成詞。单个原子、原子簇或分子或均可用通用术语“吸附粒子”描述。此状态通常在热力学上不利。但像石墨烯这样的情况可以成为反例。
生长
当原子到达晶体表面时，会被晶体的吸附，从而成为吸附原子。该势能的极小值在表面上形成一张吸附位点网络。吸附位点有多种类型。每种位点对应表面的不同结构。共有五种吸附位点类型，分别为：位于台地（吸附位点在正在生长的表面层之顶）；位于台阶边缘（在生长层旁侧）；位于生长层的扭折（台面台阶扭折）；位于生长层的台阶边缘；以及位于表面层内部（吸附位点在下层内部）。
在这些吸附位点类型中，扭折位点在晶体生长中起最重要的作用。扭折密度是生长动力学的主要因素。原子附着到扭折位点或从扭折位点移除，并不改变晶体的自由表面能，因为断裂键的数量不变。因此处于扭折位点的原子的化学势与晶体的化学势相等，这意味着扭折位点是吸附原子成为晶体一部分的那类吸附位点。
若采用晶体学解释，或若生长温度较高导致熵效应，晶体表面会变粗糙，产生更多扭折。这意味着吸附原子更有机会到达扭折位点并成为晶体的一部分。这是常见的生长机制。总共存在五种不同的层状生长类型：正常生长、台阶流（step-flow）生长、层层生长（layer-by-layer）、多层（或三维岛）生长，以及螺旋生长。新一层通过表面上产生的二维岛形成。岛屿增长直到覆盖整个表面，然后下一层开始生长。该生长称为弗兰克-范德梅韦生长。
吸附原子可与晶体形成多个键，取决于晶体结构。若为简单立方晶格，吸附原子最多可形成6个键；在立方晶系中，则最多可有12个最近邻。形成的键越多，被束缚的能量越多，吸附原子越难脱附。
吸附原子的一个特殊位点是扭折，在该位点吸附原子恰好能形成与表面一半数量的键，也称为“半晶位置”。
磁性吸附原子
吸附原子由于比晶体中其他原子具有更少的键，因此存在未成对的电子。这些电子具有自旋，从而产生磁矩。在无外加影响（如磁場）时，该磁矩无取向偏好。通过改变外加磁场可调整表面上吸附原子的结构。通过此法可模拟诸如原子链等理论情形。由于尺度很小，使用吸附原子时需考虑量子力学。
原子产生的磁场主要来自电子的轨道运动与自旋。相比电子，质子与中子的磁矩可忽略不计。含有游离电子的原子处于外加磁场中时，其磁矩会与外场对齐以降低能量。这就是被束缚电子通常不表现出该磁矩的原因：它们已处于有利的能量态，改变不利。磁化強度（当原子磁性被定向时）为：
: M = \frac{N g_j^2 \mu_{\mathrm B}^2B}{3k_{\mathrm B}T}j(j+1)
其中N为电子数，g_j为g因子，\mu_{\mathrm B}为玻尔磁子，k_{\mathrm B}为波茲曼常數，T为温度，j为總角動量量子數。该公式在假设电子的磁能为E = m_j g_j \mu_{\mathrm B} B且无交换作用时成立。
表面移动
吸附原子在表面上的运动可用Burton–Cabrera–Frank（CBF）模型描述，模型由、与提出。该模型将吸附原子视为表面上的二维气体。吸附原子以扩散常数D扩散；以速率1/\tau_{\mathrm{des}}被脱附回表面上方的介质；并以通量F被吸附。
借助现有技术，可在外延薄膜上创建吸附原子线性链，从而用于理论分析。
此外，宇佐美徳隆等人在SiGe体晶中通过添加Si原子构建了量子阱。在这些量子阱内他们观察到被束缚激子的光致发光。
参考
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