小中大资料：现代表面分析技术
一、表面的概念
表面科学是当前国际上最为活跃的学科之一，它涉及到物理学，化学，生物学，材料科学等许多领域。表面科学的理论性虽然很强，但又能解决非常实际的问题，被认为是当前发展最快，与技术关系最密切的一门前沿科学。
长期以来，人们以为固体的表面和内部是完全相同的，以为研究它的整体性质就可以知道它的表面性质。但是，许多实验证明这种看法是错误的。
我们从固体物理学中知道，理想晶体是由一种称为“晶胞”的结构单元在三维空间中重复排列而形成的一个无限“连续体”。但实际上各种物质并不是无限连续的，而是由尽头的，这个尽头就是不同物质的交界处，即所谓界面。如固气界面是固体与气体的界面，固液界面是固体与液体的界面，同样还有液液界面，固固界面，液气界面。人们习惯上将固气界面和固液界面称为固体和液体的表面，实际上是凝聚态物质与气体或真空的一种过渡状态。
表面与体内的差别可以归纳为以下几个方面：① 组分不同 ② 原子排列不同 ③ 电子结构不同
不同学科对表面的定义范围有所不同：对于材料科学家来讲，表面只是一个或几个原子层范围(0.5-10纳米);对于材料工程师而言，表面则可以包括几十到几万纳米。此外，对表面的研究侧重点也有所不同。化学工作者可能更关注表面的成分分析，而材料工作者则对表面成分，表面形貌，表面结构，表面应力等都非常感兴趣。
既然表面与体内是不同的，那么必然导致许多物理化学性质的不同，如光学、电学、磁学、热学、机械、化学等等，从而形成了表面科学这一新兴研究学科。
二、表面研究方法
为了研究表面的性质，最有效的方法就是引入某种“探针”，然后考察它与表面的相互作用。
有人归纳出8种可能的探针：电子、离子、中子、光子4种粒子，热、声、磁、电4种场。它们与表面作用后将发出电子、离子、中子和光子之中的一种或数种。这些出射粒子携带着有关表面的信息离开表面而被相应的探测器所接收。通过分析这些出射粒子的种类、数量、空间分布和能量分布，就能了解表面的性质。目前这种分析技术已有百余种之多，而且还在不断继续发展。
表面分析常用的手段有：
XRD(Xray differact)X射线衍射分析
TEM(electron microscopy)透射电子显微镜
SEM(Scanning electron microscopy)扫描电子显微镜
EPMA(Electron probe micro-analysis)电子探针(微区分析)
AES(Auger electron spectroscopy)俄歇能谱仪
XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)光电子能谱仪
STM(Scanning tunneling microscopy)扫描隧道显微镜
AFM(Atomic force microscopy)原子力显微镜
