材料的表面分析技术主要有3种：俄歇电子能谱分析（AES）、X射线光电子能谱分析(XPS)、原子力显微镜（AFM），今天主要对比学习前两种。什么是电子能谱分析法？电子能谱分析法是采用单色光源（如X射线、紫外光）或电子束去照射样品，使样品中电子受到激发而发射出来（这些自由电子带有样品表面信息），然后测量这些电子的产额（强度）对其能量的分布，从中获得有关信息的一类分析方法。
主要有：俄歇电子能谱分析（AES）、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外光电子能谱（UPS）。AES可以用于研究固体表面的能带结构、表面物理化学性质的变化（如表面吸附、脱附以及表面化学反应）；用于材料组分的确定、纯度的检测、材料尤其是薄膜材料的生长等。AES是用具有一定能量的电子束(或X射线)激发样品俄歇效应，通过检测俄歇电子的能量和强度，从而获得有关材料表面化学成分和结构的信息的方法。
俄歇电子能谱分析的基本原理俄歇电子的产生和俄歇电子跃迁过程：一定能量的电子束轰击固体样品表面，将样品内原子的内层电子击出，使原子处于高能的激发态。外层电子跃迁到内层的电子空位，同时以两种方式释放能量：发射特征X射线；或引起另一外层电子电离，使其以特征能量射出固体样品表面，此即俄歇电子。
俄歇电子的能量具有特征值，其能量特征主要由原子的种类确定，只依赖于原子的能级结构和俄歇电子发射前它所处的能级位置, 和入射电子的能量无关。测试俄歇电子的能量，可以进行定性分析；根据俄歇电子信号的强度，可以确定元素含量，进行定量分析。AES的深度分析功能是AES最有用的分析功能，主要分析元素及含量随样品表面深度的变化。
采用能量为500eV～5keV的惰性气体氩离子溅射逐层剥离样品，并用俄歇电子能谱仪对样品原位进行分析，测量俄歇电子信号强度I（元素含量）随溅射时间t（溅射深度）的关系曲线, 这样就可以获得元素在样品中沿深度方向的分布。XPS是重要的表面分析技术之一，是由瑞典Kai M. Siegbahn教授领导的研究小组创立的，并于1954年研制出世界上第一台光电子能谱仪，1981年，研制出高分辨率电子能谱仪。
他在1981年获得了诺贝尔物理学奖。XPS的基本原理及特点：固体表面的激发与检测X射线光电子能谱（XPS）：激发源为X射线，用X射线作用于样品表面，产生光电子。通过分析光电子的能量分布得到光电子能谱。用于研究样品表面组成和结构。XPS的化学位移：由于原子所处的化学环境不同而引起的内层电子结合能的变化，在谱图上表现为谱峰的位移，这一现象称为化学位移。
XPS的定性分析和价态分析都是基于光电子谱图中峰位置的能量值。为确保分析的准确性，XPS仪应定期（每工作几个月或半年）进行能量校准。XPS是一种表面分析方法，提供的是样品表面的元素含量与形态，而不是样品整体的成分。其信息深度约为3-5nm。