X射线光电子能谱（XPS）是利用纳米粒度仪照射样品表面，使其原子或分子的电子被激发和发射。测量这些光电子的能量分布以获得所需信息。随着微电子技术的发展，XPS也在不断完善。目前，已开发出小面积X射线光电子能谱，大大提高了XPS的空间分辨率。通过对样品进行全扫描，可以在一次测量中检测所有或大部分元素。因此，XPS已经发展成为一种功能强大的表面分析仪器，具有表面元素分析，化学和能带结构分析以及微化学成像分析。 X射线光电子能谱的理论基础是爱因斯坦的光电子发散公式。作为研究材料表面和界面电子和原子结构的最重要手段之一，XPS原则上可以测量周期表上除氢和氦之外的所有元素。

纳米粒度仪的主要功能和应用有三个方面：第一，它可以提供材料表面几个原子层的定性，定量信息和化学状态信息;第二，它可以对异质覆盖层进行深度分布分析，以了解具有深度的元素分布。在第三种情况下，可以对元素及其化学状态进行成像，并在表面上对不同化学状态的不同元素的分布图像进行分析。可以给。扫描隧道显微镜具有高分辨率的原子级，并且平行和垂直于表面方向的分辨率分别为0.1nm和0.01nm，即，可以区分单个原子，因此近原子图像的晶体表面可以直接观察;获得表面的三维图像，其可用于测量具有或不具有周期性的表面结构。探针可以根据人们的意愿操纵和移动单个分子或原子，排列分子和原子，并实现表面的纳米级微加工。同时，当测量样品的表面形貌时，可以获得表面隧道谱。研究表面电子结构。