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X射線光電子能譜（XPS）是利用納米粒度儀照射樣品表面，使其原子或分子的電子被激發和發射。測量這些光電子的能量分布以獲得所需信息。隨著微電子技術的發展，XPS也在不斷完善。目前，已開發出小面積X射線光電子能譜，大大提高了XPS的空間分辨率。通過對樣品進行全掃描，可以在一次測量中檢測所有或大部分元素。因此，XPS已經發展成為一種功能強大的表面分析儀器，具有表面元素分析，化學和能帶結構分析以及微化學成像分析。 X射線光電子能譜的理論基礎是愛因斯坦的光電子發散公式。作為研究材料表面和界面電子和原子結構的最重要手段之一，XPS原則上可以測量周期表上除氫和氦之外的所有元素。

納米粒度儀的主要功能和應用有三個方面：第一，它可以提供材料表面幾個原子層的定性，定量信息和化學狀態信息;第二，它可以對異質覆蓋層進行深度分布分析，以了解具有深度的元素分布。在第三種情況下，可以對元素及其化學狀態進行成像，并在表面上對不同化學狀態的不同元素的分布圖像進行分析。可以給。掃描隧道顯微鏡具有高分辨率的原子級，并且平行和垂直于表面方向的分辨率分別為0.1nm和0.01nm，即，可以區分單個原子，因此近原子圖像的晶體表面可以直接觀察;獲得表面的三維圖像，其可用于測量具有或不具有周期性的表面結構。探針可以根據人們的意愿操縱和移動單個分子或原子，排列分子和原子，并實現表面的納米級微加工。同時，當測量樣品的表面形貌時，可以獲得表面隧道譜。研究表面電子結構。