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賽默飛X光電子能譜儀利用X射線激發樣品表面元素的內層能級電子信號，再用電子能譜儀檢測光電子的動能及強度，進而確定元素的種類及價態等信息。主要用于研究材料極表面的元素及元素不同價態組成。
賽默飛X光電子能譜儀是電子材料與元器件顯微分析中的一種先進分析技術，而且是常常配合使用的分析技術。
由于它可以更準確地測量原子的內層電子束縛能及其化學位移，所以它不但為化學研究提供分子結構和原子價態方面的信息，還能為電子材料研究提供各種化合物的元素組成和含量、化學狀態、分子結構、化學鍵方面的信息。
它在分析電子材料時，不但可提供總體方面的化學信息，還能給出表面、微小區域和深度分布方面的信息。另外，因為入射到樣品表面的X射線束是一種光子束，所以對樣品的破壞性非常小。
賽默飛X光電子能譜儀的應用范圍：
光電子能譜是研究材料表面和界面電子及原子結構的重要手段之一，可提供物質表面幾個原子層的元素定性、定量信息和化學狀態信息；可對非均相覆蓋層（如薄膜）進行深度分布分析，了解元素隨深度分布的情況；可對元素及其化學態進行成像，給出不同化學態的不同元素在表面的分布圖像；還可利用UPS（紫外光電子能譜）研究固體樣品的價電子和能帶結構及功函數。廣泛應用于固體物理學、基礎化學、催化科學、腐蝕科學、材料科學、微電子技術及薄膜研究。
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