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电子能谱仪是利用光电效应测出光电子的动能及其数量的关系从而推算出样品表面各种元素含量的仪器。广泛应用于表面化学分析、分子结构、催化剂、新材料等研究领域。
电子能谱仪的优点：
（1）分析速度快 能谱仪可以同时接受和检测所有不同能量的X射线光子信号，故可在几分钟内分析和确定样品中含有的所有元素，带铍窗口的探测器可探测的元素范围为11Na~92U,20世纪80年代推向市场的新型窗口材料可使能谱仪能够分析Be以上的轻元素，探测元素的范围为4Be~92U.
（2）灵敏度高 X射线收集立体角大。由于能谱仪中Si（Li）探头可以放在离发射源很近的地方（10㎝左右），无需经过晶体衍射，信号强度几乎没有损失，所以灵敏度高（可达104cps/nA,入射电子束单位强度所产生的X射线计数率）。此外，能谱仪可在低入射电子束流（10-11A）条件下工作，这有利于提高分析的空间分辨率。
（3）谱线重复性好。由于能谱仪没有运动部件，稳定性好，且没有聚焦要求，所以谱线峰值位置的重复性好且不存在失焦问题，适合于比较粗糙表面的分析工作。
电子能谱仪的缺点：
（1）能量分辨率低，峰背比低。由于能谱仪的探头直接对着样品，所以由背散射电子或X射线所激发产生的荧光X射线信号也被同时检测到，从而使得Si（Li）检测器检测到的特征谱线在强度提高的同时，背底也相应提高，谱线的重叠现象严重。故仪器分辨不同能量特征X射线的能力变差。能谱仪的能量分辨率（130eV）比波谱仪的能量分辨率（5eV）低。
（2）工作条件要求严格。Si（Li）探头必须始终保持在液氦冷却的低温状态，即使是在不工作时也不能中断，否则晶体内Li的浓度分布状态就会因扩散而变化，导致探头功能下降甚至完全被破坏。
