| プローブ | 分析名 | 相互作用・原理 | 信号 | 得られる情報・例（分解能など） | 破壊・非破壊 | 用意すべきサンプル・その留意事項 |
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| イオン | EBS Rutherford Back-scattering Spectrometry | ラザフォード散乱 | 後方散乱イオン | 元素の深さ方向分布及び組成比薄膜の密度または膜厚、結晶性評価 半定量（標準試料があることが望ましい）深さ方向分解能〜10nm、分析領域〜1nmφ 重元素ほど感度が高い(一般的には数百ppm) |
非破壊（破壊） | 数nm口以上 非破壊といっても照射によるダメージを受ける。特に結晶性評価をする場合は照射量の限度を把握する必要がある。 |
| ERDA Elastic Recol Detection Analysis | 弾性反跳 | 反跳粒子 | 反跳粒子の深さ方向分布及び組成比 特にHの分布が可能 深さ方向分解能（〜50〜100nm) 分析領域〜1nmφ |
非破壊（破壊） | サンプル形状、留意事項はRBSと同じ | |
| PIXE Particle Induced X-ray Emission | 内殻電離 | 特性X線 | 元素分析（ppmオーダー）不純物原子の格子間位置の決定 | 非破壊（破壊） | サンプル形状、留意事項はRBSと同じ EPMAよりバックグランドが低い。 大気中での測定も可能。 |
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| NRA Nuclear Reaction Analysis | 核反応 | α,β,γ線、中性子、三重水素 | 元素の深さ方向分布及び組成比〜1010 atoms/cm3 程度の高感度分析ができる元素もある。深さ方向分解能〜10nm、分析領域〜1nmφ | 非破壊（破壊） | 数nm口以上 核反応により放射化される元素のみ検出できる 放射性元素の取扱に注意が必要 |
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| SIMS Secondary Ion Mass Spectrometry | イオンスパッタリング | スパッタリングイオン | 微量（ppm〜ppb)不純物の深さ方向分布 全元素（含同位体）の分析ができる 定量分析可能（標準試料が必要）面分解能（≧1μm程度） 深さ方向分解能（数nm程度） |
破壊 | 20mm口以下（3mm口以上）厚み3mm以下 脱ガスが少ないこと 通常絶縁物では帯電を避けるために電子銃を用いたり金属をコーティングする必要あり |
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| ISS Ion Scattering Spectroscopy | イオン弾性散乱 | 後方散乱イオン | 最表面層近傍の表面組成・構造(表面緩和、再配列、吸着、欠陥)に関する情報 | 破壊 | 20mm口以下（3mm口以上）厚み3mm以下 脱ガスが少ないこと 局所分析：〜100μm程度 絶縁物は電子線照射必要 CAICISS(同軸型直衝突イオン散乱分光）は表面の元素分析、定量的構造解析が可能 |
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| MEIS MEdium Energy Ion Scattering Spectroscopy | イオン弾性散乱 | 後方散乱イオン | 最表面層近傍の表面組成・構造（表面緩和、再配列、吸着、欠陥）に関する情報ISSより定量性に優れる 深さ方向分解能（0.4nm程度が得られる場合もある） |
破壊 | ISSと同じ | |
| SNMS Sputtered Neutral Mass Spectrometry | イオンスパッタリング及び中性粒子のポストイオン化 | スパッタリングイオン | 微量（ppm〜ppb)不純物の深さ方向分布 全元素（含同位体）の分析ができる SIMSより定量精度が良い 面分解能（≧数μm程度） 深さ方向分解能（数nm程度） |
破壊 | SIMSと同じ ポストイオン化の方法には、レーザ、電子衝撃プラズマを用いる方法などがある |
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| 電子 | AES Auger Electron Spectroscopy | オージェ効果 | 電子 | 定性（％オーダー以上）深さ方向元素分布 面分解能（≧1μm程度） 半定量（標準試料があることが望ましい） 深さ方向分解能（数nm程度） |
非破壊 破壊（イオンスパッタ併用時） |
脱ガスが少ないこと 20mm口以下厚み5mm以下 分析領域1μm以上 分析箇所が特定できること H,Heは分析不可 |
| LEED Low Energy Electron Diffraction | 電子回析（動力学的回析理論） | 電子 | 結晶表面の構造 例：洗浄な結晶表面の構造 表面再構造、表面欠陥、ガスの吸着構造、超薄膜のエピタキシャル成長 |
非破壊 | 超高真空中で洗浄な結晶表面を準備する必要あり 構造解析には計算機シュミレーションが必要となる AES測定を同時に行うことができる |
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| RHEED Reflection High Energy Electron Diffraction | 電子回析 | 電子 | 表面構造 同上 |
非破壊 | 超高真空中で洗浄な結晶表面を準備する必要あり 構造解析には計算機シュミレーションが必要となる AES測定を同時に行うことができる | |
| SEM Scanning Electron Microscope | 二次電子（反射電子） | 電子（反射電子） （二次電子） |
表面形態（最高分解能0.7nm) 組成情報（反射電子像によるコントラスト） |
非破壊 破壊 | 3×5×3mm程度 通常絶縁体では帯電を避けるために金属をコーティングする必要あり |
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| TEM Transmission Electron Microscope | 透過電子の回析 | 電子（透過電子） | nmオーダーの組成、構造に関する情報 例：転位、積層欠陥、析出物、grain、磁区観察、デバイス構造、その他 |
破壊 | 数十〜100nm以下の厚さまで観察したい領域を薄くする必要あり 組成の情報はEPMAやEELS装置を付加することにより測定可能となる |
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| EELS Electron Energy Loss Spectroscopy | エネルギー損失 | 電子 | 元素の定性、定量 例：表面プラズモン、表面エキシトン、電子の表面状態 |
非破壊 | ||
| EPMA Electron Probe Micro Analysis | 内殻電子の励起→緩和過程での特性X線の発生 | 特性X線 | 元素の定性、定量分布（ビーム径10nm〜500μmφ程度） | 非破壊 | 入射電子の試料中での広がりの効果がある。 （発生領域は、加速電圧、試料の平均原子番号により異なる） 5×5×1mm程度 通常SEM機能を兼ね備えている 定量にはZAF補正または標準試料を用いる。 |
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| 電磁波(X線、光、マイク、口波など） | XPS X-ray Photo-electron Spectroscopy | 光電効果 | 光電子（オージェ電子） | 定性（%オーダー以上）深さ方向元素分布 半定量 元素の結合エネルギー（化学状態） |
非破壊 破壊（イオンスパッタ併用時） |
20mm口以下厚み5mm以下 脱ガスが少ないこと 分析領域1mmφ以上が望ましい パウダーの場合スパチュラ1/2以上 |
| EXAFS Extended X-ray Absorption Fine Structure | 光電子の干渉効果 | 透過X線 | 特定元素周辺の原子の動径分布 情報深さ：〜数μm 分析領域：〜mmφ |
非破壊 | 数mm口以上、厚さを数μm程度にする必要あり Tiより軽元素は困難 特質の形態（結晶 非晶質 液体）によらず分析可能 |
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| XD X-ray Diffraction | 回析 | X線 | 結晶同定、格子定数、応力測定、結晶粒の大きさ、不完全さ、結晶度、結晶配向特性 、導体試料中の欠陥、歪 | 非破壊 | 膜の厚さが非常に薄い試料、結晶性の悪い試料 薄膜と基基板の回析が重なる試料は解析が難しい |
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| Raman分光 Raman Scattering Spectroscopy | ラマン効果 | 散乱光 | 物質中の分子の結合状態 能力評価 局所分析：（≧1μm程度） |
非破壊 | 局所分析時には入射レーザ光によるダメージに注意が必要 | |
| ESR Electron Spin Resonance | 電子スピン共鳴 | マイクロ波 | 物質中の不対電子数・状態・構造・欠陥 | 非破壊 | ||
| NMR Nuclear Magnetic Resonance | 核磁気共鳴（ゼーマン効果） | 電磁波 | 分子の化学構造、立体構造、緩和時間、不対ボンドの検出 | 非破壊 | 液体、固体：数10mg(最少10mg程度） 核ピンを有する元素 |
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| IR Infrared Spectroscopy | 赤外線共鳴吸収 | 透過赤外線 | 官能基の情報、化合物の定性 | 非破壊 | 液体、固体、気体：数10mg（最少10mg程度） 面積：〜5μm2 試料の厚さ:〜10μm〜0.5（透過法 -5μm〜3mm（反射法） |