定義
低能電子衍射(LEED)，是將能量為5～500eV範圍的單色電子入射於樣品表面,通過電子與晶體相互作用,一部分電子以相干散射的形式反射到真空中，所形成的衍射束進入可移動的接收器進行強度測量，或者再被加速至螢光屏，給出可觀察的衍射圖像。
電子-模型圖 
低能電子衍射圖簡介
第一柵接地，使衍射電子自由飛過樣品和柵之間的空間；第二柵加幾十伏負電壓，可濾去非彈性散射電子。螢光屏施加千伏高壓，使電子有足夠的能量激發螢光物質。由於物質對電子的散射比對 X射線的散射強很多，使低能電子具有很高的表面靈敏度。雖然在1927年C.J.戴維孫和L.H.革末發現了LEED，但因多重散射帶來了技術上和理論上的複雜性，使低能衍射的實際套用推遲了40年。直到70年代以後，在超高真空技術發展的基礎上，才使此技術獲得新生。
低能電子衍射圖樣給出晶體表面倒易空間的晶網像，或者說直接給出晶體倒易點陣的一個二維截面（見表面結構），它可以在一個二維模型基礎上運用衍射的運動學理論加以解釋（見衍射動力學理論）。一個無限大的二維晶體，其倒易點陣是垂直於二維晶面的倒易棒所形成之陣列,如圖2所示。平行於此晶面的入射波矢k〃與散射波矢(ki)〃之差等於此晶面的二維倒易點陣矢量Gi，即有
(ki)〃－k〃＝Gi時,
滿足衍射加強條件。故於圖2中以入射波矢k 為半徑作一球（稱為厄瓦耳球），球與倒易棒的交點，即給出衍射束的波矢ki。在相應的正空間中，
低能電子衍射a sin φ＝hλ，b sin φ┡＝kλ，
式中a、b為二維平移矢量的長度。從衍射圖可以確定表面平移矢量As、Bs,研究各種類型的表面有序結構,給出相應的空間群（見表面結構）。衍射強度
分析是利用LEED確定表面單胞內原子位置的核心問題。由於慢電子的動能與晶體中散射勢相近,通常處理高能電子衍射的運動學理論或修正的運動學理論不能用於低能電子衍射。理論計算與實驗數據的比較表明，分析低能電子在晶體中的行為，必須考慮晶體中原子、電子及聲子與它的相互作用，以及低能電子在晶體中所受的多重散射。將所有這些相互作用表示成為一個有效勢V(r)，低能電子的哈密頓量即寫為H＝Ho＋V(r)，
Ho為入射電子動能。這就將多體問題歸結為求解單電子薛丁格方程：Hψ＝Eψ 。
待求的衍射強度等於本徵波函式的模的二次方|ψ|2 。現代低能電子衍射理論分析很多就是從多重散射格林函式方法出發，對具體散射過程作各種模型假設，發展了若干行之有效的方法，如KKR法、貝基T－矩陣法、重正化向前散射法、雙層法、鏈方法及其他微擾法。低能衍射技術已推廣到研究表面缺陷、二維相變，其理論分析方法也為其他的表面分析技術所借鑑。
低能電子衍射儀常與多種表面分析儀聯用，綜合地分析各種金屬、半導體的清潔表面與吸附表面的元素組成和表面原子結構。
低能電子衍射的裝置
SPECTALEED
SPECTALEEDSPECTALEED是很早就商業化的LEED裝置。經過十餘年的生產研發經驗的積累，SPECTALEED已經發展成為具有優秀的性能、極佳的穩定性和豐富的軟體的LEED裝置，而且衍生出了一系列其它LEED型號。
●電子束能量範圍0~3500eV
●可視角度達102度
●可選配AES功能，能量解析度好於0.5%FWHM
●可選VideoLEED對LEED圖形進行採集和分析，以及I(V)、I(t)分析
●可選W-Th燈絲或LaB6燈絲
MCP-LEED
MCP-LEEDMCP-LEED採用了高靈敏度的多通道板設計，專門用於要求極低的一次電子束流的分析中，例如敏感材料、絕緣體等。
●極低的一次電子束流，0.1~30nA
●最多兩級多通道板
●可視角度達70度
●極低的噪聲水平和極高的穩定性
SPA-LEED
SPA-LEEDSpotProfileAnalysis(SPA-LEED)由漢諾瓦大學的Henzler教授及其研究組所發明。SPA-LEED不僅可以實現普通LEED的功能，而且可以通過對每一個LEED斑點形狀、寬度的準確、定量分析，獲得更詳細的表面結構信息。SPA-LEED可以用於分析單晶表面缺陷、小面、台階、水平方向或垂直方向粗糙度、以及相變等領域。
●極高的k空間解析度，95.4eV時傳輸寬度大於1000Å
●極寬的束流範圍，500pA~10μA，使用於多種樣品
●角度解析度好於0.1°
●偏轉掃描±30°，可視角度±11°
