PES е универсална техника, която може да се използва за изследване на голямо разнообразие от материали, включително метали, полупроводници, изолатори и органични материали. Може също да се използва за изследване на електронната структура на молекули и атоми и за изследване на свойствата на повърхности и интерфейси.
Основният принцип на PES е следният:
1. Върху пробата пада монохроматичен лъч фотони.
2. Фотоните взаимодействат с електроните в пробата и някои от електроните се изхвърлят от пробата.
3. Кинетичната енергия на изхвърлените електрони се измерва с помощта на електронен енергиен анализатор.
4. Енергията на свързване на електроните може да се изчисли от кинетичната енергия на изхвърлените електрони.
Енергията на свързване на електрона е енергията, необходима за отстраняване на електрона от материала. Енергията на свързване е характерна за елемента и орбиталата, от която е изхвърлен електронът.
PES може да се използва за изследване на електронната структура на материалите, включително структурата на валентната лента, структурата на проводимата лента и спектрите на ниво на ядрото. PES може също да се използва за изследване на химическото свързване в материалите и за идентифициране на различните елементи, присъстващи в даден материал.
PES е мощен инструмент за анализ на повърхности и се използва широко в различни области, включително физика, химия, наука за материалите и биология.