近十多年,表面振动谱的实验研究迅速发展。主要有以下几种。 电子能量损失谱(EELS) 在超高真空中,动能Ei只有几个电子伏特的电子束,射向晶体在表面三四个原子层中激发表面振动的量子啚ω0,背散射进入真空的电子含有能量为Es=Ei-啚ω0的成分,所以分析背散射电子能谱提供了衬底物质的表面振动频率以及吸附在表面的原子或分子的振动频率的信息。目前最佳的分辨率可达波数30cm。如果同时考虑动量守恒 k(sinθi-sinθs)=q,式中k是电子束的波矢值,θi为入射角,θs是散射角, q是表面声子的波矢值。在实验中固定θs改变θi,则可测得表面声子的色散ω0(q)。 非弹性电子隧道谱(IETS) 在金属-氧化物-金属的隧道结中,吸附在薄氧化层的分子的振动,受通过此层的电子激发,引起非弹性电子隧道效应。从隧道结的微分导纳特性曲线可以确定吸附分子的振动频率。此实验需在液氦温度下进行,分辨率可达波数8~40cm。 红外反射吸收谱(IRAS) 红外线以掠射投到金属表面,电矢量平行入射面的p偏振光,激发特定的表面振动模,引起反射光的相移和强度变化。由此反射吸收谱可获得表面振动的信息。此实验既可在超高真空,也可在实际气压下进行,便于研究固体表面发生催化作用时的过程。分辨率可达1cm。 表面增强喇曼散射(SERS) 银等金属表面吸附某些分子,喇曼散射截面比气态或液态中分子的散射截面增大10~10倍。实验表明此效应同表面存在线度为50~500┱的粗糙度有关,其物理根源尚待研究。分辨率可达波数1cm。优点是可对浸在透明气体或液体的样品作实验研究。对光滑的表面,本征的喇曼散射截面小,信号弱。改善实验条件,可使入射和散射光子同表面极化激元有强的耦合,也会增强散射截面。 此外,衰减全反射(ATR)方法,可研究表面极化激元或表面等离激元。近几年发展起来的低能氦原子束非弹性散射方法,入射氦原子动能只有20meV。这可能是一种表面振动谱研究的新的有力的实验手段。