掃描隧道顯微鏡(STM)已經成為表面科學中一種極其重要的測量分析手段,用于對固體表面形貌的測量以及費米面附近電子態的探測。然而STM在能譜測量方面的不足限制了它在固體表面微區元素分析及能譜譜學成像方面的應用,將STM與電子能譜技術相結合組建掃描探針電子能譜儀(SPEES)是解決這個問題的一種方案。本文介紹了針對SPEES裝置開展的模擬和實驗工作,包括:SPEES針尖樣品區域電場分布及電子飛行特性模擬,SPEES能量掃描模式下電子能譜測量以及進一步開展的不同厚度Ag和Au樣品的等離子體激元實驗研究。第一章介紹了基于掃描探針的表面原子識別中的基本概念,能譜譜學成像領域的研究進展,STM的工作原理以及掃描探針能譜儀的研究進展,表面等離子體激元(SPs)的原理及應用,利用SPEES裝置研究SPs的優勢。在第二章中,我以俄歇電子為研究對象利用SIMION軟件系統地模擬了掃描探針電子能譜儀(SPEES)針尖樣品區域的電場分布及出射電子的飛行特性,發現出射俄歇電流密度分布的半高全寬要小于入射電流密度分布的半高全寬,即SPEES譜儀的空間分辨可以通過調節入射電子束斑的直徑來進行提升和優化。大部分俄歇電子在針尖電場邊界(針尖屏蔽筒與樣品表面間的開口)處都是在一個較小的垂直高度范圍內平行于樣品表面出射的。結果提示我們在SPEES中使用一種探測平面與樣品表面平行的環型電子能量分析器(TEEA)。通過出射俄歇電子在SPEES譜儀中的傳輸過程模擬并結合針尖樣品區域的模擬結果最終計算得到SPEES裝置探測效率大約為1.14%,比傳統的半球電子能量分析器提高了約兩個數量級。第三章介紹了SPEES裝置的結構及儀器組成,同時對利用SPEES裝置開展固體表面電子能譜測量的實驗條件及準備工作做了具體的說明。第四章介紹了SPEES裝置能譜測量中能量定點和掃描兩種模式的實驗方法,在實驗中我們通過減小單輪掃描時間和增大掃描輪數的方法實現了SPEES裝置能量掃描模式Ag和Au的電子能譜測量,拓寬了能譜測量范圍并且有效地避免了定點模式能譜測量中響應函數修正帶來的誤差。第五章中,我們利用SPEES裝置系統地開展了HOPG表面不同厚度Ag和Au樣品(一定程度上對應不同尺度的納米顆粒)的針尖近場發射電子激發的等離子體激元實驗研究。發現有納米結構Ag表面的等離子體激元峰相對強度隨針尖入射能升高及針尖樣品距離減小存在顯著的增強趨勢,并且對增強的機理進行了初步分析。