X射线光电子能谱（XPS）技术结合氩离子刻蚀技术可以有效对材料表面以及沿深度方向进行测试，以得到材料结构相关信息，不同的刻蚀模式的选择对结果有较大的影响。本文选用非贵金属Ni桥连NiS / g-C3N4复合材料，采用XPS技术对材料表面进行表征，结合团簇氩离子刻蚀技术对材料进行深度剖析，判断不同元素的化学状态信息。  

磁透镜是现代X射线光电子能谱仪（XPS）的关键部件，但在对磁性样品进行分析时，样品的磁性可能会干扰光电子的运动轨迹。本文选用了两种不同性状的磁性材料，提出了在对磁性材料进行分析时的注意事项，并对磁性材料表面的元素及化学态组成进行了分析。

多组分材料可实现不同功能的集成，但如何有效地表征其内部组分的分布及相互作用，对进一步提升其性能并解析内在机制具有重要意义。本文以生物双螺旋分子和高分子构成的多组分样品为例，采用扫描探针显微镜（SPM）的相位模式，对二者的形貌和组分分布同时进行观测，为后续的研究提供数据支持。

方解石是一种在常温干燥条件下稳定存在的碳酸钙矿物，但易在水环境中发生溶解，对其溶解过程进行表征，对监测水体、土壤变化具有重要意义。本文采用扫描探针显微镜（SPM）对方解石在水溶液中的溶解过程进行原位表征，为解析其溶解机理提供数据支持。

方解石是一种广泛存在的碳酸钙矿物，与自然界中的生物矿化过程息息相关，在分子水平对其进行表征，对解析生物矿化的内在机理具有重大意义。本文采用岛津SPM-8100FM调频模式在分子水平表征方解石（104）晶面的晶格结构；同时采用其独特的Z-X扫描技术，清晰地观察到方解石与水介质之间的界面结构。

参考国标《GB/T 13748.21-2009 镁及镁合金化学分析方法 第21部分：光电直读原子发射光谱分析方法测定元素含量》，利用岛津PDA-7000直读光谱仪建立了镁合金常规元素的分析方法，并评价了该方法的短期精度和准确度。