早期加速器的主要功能，是產生能量為百萬電子伏特（MeV）的離子束，做為核物理或核化學學者研究工具，但隨著核相關領域學者轉移至使用更高能量（GeV或TeV）的加速器，留下更多的時間供其它領域探討，又適逢八十年代半導體工業的發展，離子佈植（ion implantation）、材料雜質含量和薄膜品質等種種需求，加速了 加速器應用的進展。
利用離子束對樣品表面進行分析，通常可以獲得下列三方面的結果：
一、樣品表面元素的組成；
二、元素在表面的含量；
三、元素在表面的排列情況。
這三方面正是在分析樣品時，常需知道的訊息。
離子束分析技術(見圖一)的主要內容包括：
粒子誘發X-射線產生（Particle Induced X-ray Emission，簡稱 PIXE）、拉塞福背向散射光譜學（Rutherford Bcckscattering Spectrometry，簡稱 RBS）、離子穿隧效應（Channeling Effect，簡稱 C）以及核反應分析（Nuclear Reaction Analysis，簡稱 NRA）等，這些核技術各有長短處，綜合加以利用即可兼取各長處及互補，不斷拓寬至各個領域的應用範圍。
圖一、離子束分析技術示意圖
