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对采用磁控溅射法制备金属W薄膜，研究了不同厚度W薄膜退火晶体取向和表面结构的动态演变过程。结果表明：在较薄的膜中，表面能最低的晶面（110）处于支配地位，导致（110）择优取向增强；薄膜表面结构颗粒尺寸增大。当薄膜超过临界厚度，应变能开始起主导作用，薄膜（110）择优取向程度随厚度的增加而下降，表面结构颗粒减小。薄膜晶体取向和表面结构都存在厚度尺寸效应，这依赖于表面能和应变能的动态平衡过程。薄膜表面形貌和晶体结构之间存在对应关系。