几种现代方法探测暴露于真空的最上面1-10nm的表面。这些包括X射线光电子能谱法，俄歇电子能谱法，低能电子衍射法（LEED），电子能量损失谱法，法，离子散射谱法，二次离子质谱法，法，以及其他。许多这些技术需要真空，因为它们依赖于从所研究的表面发射的电子或离子的检测。纯光学技术可用于在各种条件下研究界面。X射线散射和光谱技术也用于表征表面和界面。X射线光电子能谱学（XPS）是用于测量表面物质的化学状态和用于检测表面污染的存在的标准工具。现代物理分析方法包括扫描隧道显微镜（STM）和从其衍生的一