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高分子薄膜的光谱分析和形态结构分析一直是高分子物理研究的关键分析技术。沿着薄膜厚度方向不同位置处的吸收光谱直接和带隙、电子局域态能量分布、结晶度、分子取向等因素有关。因此从实验上获得薄膜亚层的光学和形态信息将有利于开发高性能薄膜和新型器件。另外，虽然基于连续样品倾转可以获得无定形或者半结晶高分子薄材料的三维透射电镜显微图，然而昂贵的连续倾转电镜设备限制了此类探测手段的大范围应用。为此，本工作开发了一种廉价而易用的基于低气压放电等离子体刻蚀技术，通过求解连续Beer-Lambert方程成功获得了材料不同深度位置处的吸收光谱。通过进一步将该刻蚀方法应用于薄膜的电镜分析，他们得到了具有纳米分辨率的三维电镜显微图。利用吸收光谱获得导带和价带能级的分布，可以用于分析场效应晶体管中的电荷分布。