拉曼光谱

在拉曼光谱学中光子，通常波长在可见区域，从脉冲激光撞击一个表面。光子被散射分子在样品内，放弃与散射分子内的振动能级相对应的能量。散射的光子被光谱仪分析，得到一个显示能量损失的光谱，这是与光子相互作用的分子的特征。

虽然拉曼光谱的采样深度为1 μm或更大，但它本质上不是一种表面技术，它有几个优点。由于分析不需要在真空在美国，一些分析是可能的，这是四种主要表面技术无法实现的，所有这些技术都要求样品处于真空中。拉曼光谱学区别同一分子之间因为晶格的不同而形成不同的晶体形态环境在晶体中可以有独特的振动能量。

拉曼光谱学的灵敏度变化很大，因此它的用途变化很大。一些化合物是非常强的拉曼散射体，可以在非常薄的表面层或非常小的粒子中识别，而其他的拉曼散射体非常弱，以至于无法检测到。对于那些能产生良好信号的化合物，拉曼光谱具有定性和定量的能力。

拉曼光谱的另一个特点是光谱的性质，这使它成为其他表面技术的有价值的补充。因为a的振动能级复合高度依赖于分子环境，同一元素的不同化合物表现出完全不同的信号模式。这种“指纹”特征的拉曼光谱可以区分在化合物之间具有高特异性。

x射线衍射

x射线衍射是一种有用的技术，可用于定量模式。它的局限性在于被测化合物必须是晶体形式才能产生可测信号。但是，它可以很容易地识别指纹，因此具有高度特异性。颗粒大小也可以确定。

扫描电子显微镜

扫描电子显微镜(SEM)基本上是一种地形技术。在扫描电镜一束电子扫描整个样品，并分析后向散射电子，以提供表面的物理图像。因为这是可能的电子束非常精细(在纳米的尺度上)，扫描电镜可以提供高水平的地形细节。就其本身而言，扫描电镜不提供化学信息。然而，电子束也从样品中产生x射线。通过能量色散(EDX)分析仪对这些x射线进行分析，可以获得样品表层的元素映射。

在传统的扫描电镜中，样品必须涂上导电层(碳或金属合金)以克服电子束对表面的电荷。这限制了SEM-EDX组合的表面灵敏度，因为所有信号都必须遍历表面涂层。必须使用高能入射光束来穿透涂层。

然而，最近的扫描电镜技术使用了能量更低的电子束，这消除了表面充电的问题，因此不需要在表面涂上导电层。因此SEM-EDX的组合就变成了真正的曲面分析极低入射电子能量(~ 1-3 keV)的技术。

原子力显微镜

原子力显微镜通过在表面上拖动原子锋利(即只有几个原子宽)的触控笔并测量触控笔和表面之间的力来描绘样品。得到的信号可以转换成对表面的描述地形．这种表面力扫描可以转换成三维表面图像。

原子力显微镜，又像扫描电镜一样，提供表面地形信息，本质上不提供任何化学信息。然而，它是一个有价值的工具，可以补充其他表面分析技术，提供一个三维图像的表层。这可以与其他表面敏感技术相结合，因为与SEM不同，它不需要涂层。此外，它不是真空技术，可以在空气中甚至水下进行分析。