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光電子能譜的定義
光電子能譜（photoelectron spectroscopy），利用光電效應的原理測量單色輻射從樣品上打出來的光電子的動能（并由此測定其結合能）、光電子強度和這些電子的角分布，并應用這些信息來研究原子、分子、凝聚相，尤其是固體表面的電子結構的技術。對固體而言，光電子能譜是一項表面靈敏的技術。雖然入射光子能穿入固體的深部，但只有固體表面下20～30埃的一薄層中的光電子能逃逸出來（光子的非彈性散射平均自由程比電子的大10～10倍）, 因此光電子反映的是固體表面的信息。
光電子能譜的分類
根據光源的不同，光電子能譜可分為：
1、紫外光電子能譜UPS（Ultroviolet Photoelectron Spectrometer）：分析價層軌道里的電子的能量和作用。可以獲得很多關于分子的穩定性，反應性等信息。但是由于電子的躍遷和振動能級有作用，和分子對稱性相關極為緊密。圖譜解析復雜。儀器要求較高。
2、X射線光電子能譜XPS(X-Ray Photoelectron Spectrometer ）：用來（定性）分析原子在化合物中的價態，和化合形態。儀器簡單，光譜解析簡單。
3、俄歇電子能譜AES(Auger Electron Spectrometer)：屬于二次電子能譜法。多用于對固體，或凝聚態物質進行元素和價態的分析。圖譜簡單，儀器要求較高。常用來和X射線光電子能譜,熒光光譜，互補聯合使用。
光電子能譜的基本原理
光電子能譜所用到的基本原理是愛因斯坦的光電效應定律。材料暴露在波長足夠短（高光子能量）的電磁波下，可以觀察到電子的發射。這是由于材料內電子是被束縛在不同的量子化了的能級上，當用一定波長的光量子照射樣品時，原子中的價電子或芯電子吸收一個光子后，從初態作偶極躍遷到高激發態而離開原子。最初，這個現象因為存在可觀測得光電流而稱為光電效應；現在，比較常用的術語是光電離作用或者光致發射。若樣品用單色的、即固定頻率的光子照射，這個過程的能量可用Einstein關系式來規定：
hν=Ek+Eb
式中hν為入射光子能量，Ek是被入射光子所擊出的電子能量，Eb為該電子的電離能，或稱為結合能。光電離作用要求一個確定的最小光子能量，稱為臨閾光子能量hν0。對固體樣品，又常用功函數這個術語，記做φ。
對能量hν顯著超過臨閾光子能量hν0的光子，它具有電離不同電離能（只要Eb
光電子能譜的應用
光電子能譜的應用主要有以下兩方面：
(1) 測定在各個被占據軌道上電子電離所需要的能量，為分子軌道理論提供實驗依據。
(2) 研究固體表面組成和結構
a. 表面的化學狀態，包括元素的種類和含量，化學價態和化學鍵的形成等；
b. 表面結構，包括宏觀和表面的形貌，物相分布，元素分布及微觀的原子表面排列等；
c. 表面電子態，涉及表面的電子云分布和能級結構。
