X 射線光電子顯微術是近期正在迅速發展的實驗技術，它 結合 X 射線光電子能譜術和 X 射線顯微術兩種方法的特點，
能夠進行樣品表面元素和元素化學態的分析並給出他們的空 間分佈訊息，它為不均勻表面的研究，如催化劑、高溫超導 體、半導體器件及表面斷裂等，提供了一種新的工具。[7]
5.6.1 直接成像 X 射線光電子顯微鏡
直接成像 X 射線光電子顯微鏡是使入射的 X 射線投射到樣 品表面，然後用電子光學系統對樣品表面產生的光電子成 像，得到放大的 X 射線光電子顯微圖。電子光學系統可以視 靜電場成像系統[13]，或者是磁場成像系統[14]。這種 X 射 線光電子顯微鏡的空間分辨率取決於所用的電子光學系統和
探測器。
圖 5.6.1.1 裝置在 SSRL 同部輻射光源上的磁場成像系統 X 射線光電子顯微鏡示意圖。
圖 5.6.1.1 式裝置在美國史丹佛大學 SSRL 同步輻射光源 上的用磁場成像方式的 X 射線光電子顯微鏡示意圖。它的核 心是再樣品周圍套上一個超導螺線管。在距離線管約 1.5 米 處放置探測器，探測器的成像屏前有抑制柵能量分析器。樣 品處的磁場強度約 7 特斯拉，探測器處的磁場強度約 1.5 豪 特斯拉。應用單色的同步的輻射光入射到樣品上並激發出光
電子。光電子受到磁場中洛倫茲力的作用沿磁力線螺旋運 動。由於磁場的發散性，使得電子投射到探測器時形成了放 大的圖像。[7]
5.6.2 掃描 X 射線光電子顯微鏡
圖 5.6.2.1 掃瞄 X 射線光電子顯微鏡 MAXIMUM 光路安排示 意圖
掃瞄 X 射線光電子顯微鏡是用 X 射線光學元件將入射 X 射線聚成微束並投射到樣品表面，用電子探測器接受樣品表 面產生的光電子信息，應用掃瞄成像方式得到樣品表面的光 電子顯微圖。這種成像方式的空間分辨率主要取決於聚焦 X 射線光斑的大小。掃瞄 X 射線光電子顯微鏡中的 X 射線聚焦 元件可以用 X 射線波帶片[15]或者 X 射線反射元件系統 [16]。圖 5.6.2.1 是裝置在威斯康辛大學的 SRC 同步輻射光
他使用由多層膜反射竟組成的施瓦茲沃爾茲物鏡系統聚焦 X 射線，X 射線光數聚焦到 0.1 微米。他使用的波長範圍為 12 奈米至 24 奈米。孔茲等在德國漢堡的 HASYLAB 同步輻射實驗 室研製了掠入射反射鏡聚焦 X 射線的掃瞄 X 射線顯微鏡。這 台顯微鏡同時可以進行透射 X 射線顯微成像和光電子顯微成 像。應用掠入射反射鏡聚焦 X 射線的優點是可以用在很寬的 X 射線能量範圍。比如 HASYLAB 的這台掃瞄 X 射線顯微鏡是 用的 X 射線能量由 20 電子伏特到 1300 電子伏特。他的成像 空間分辨率已經達到亞微米水平。
圖 5.6.2.2 NSLS 同步輻射光源上的掃瞄 X 射線光電子顯微
圖 5.6.2.2 是裝置在美國 NSLS 同步輻射光源上的掃瞄 X 射線光電子顯微鏡的裝置示意圖。它使用波帶片聚焦 X 射線 光束。應用的 X 射線能量範圍從 400 電子伏特到 800 電子伏 特。光電子能量分析使用圓柱鏡面分析器（CMA）。光電子顯 微圖的空間分辨率現在以達到 0.4 微米，能量分辨率半寬度 為 5.0 電子伏特。經改進後希望空間分辨率達到 50 奈米，能 量分辨半寬度到 1.0 電子伏特。應用這台掃瞄 X 射線光電顯 微鏡對 Al/SO2樣品進行過試驗。[7]