Cas substrat/couche
Une couche homogène couvre uniformément et homogènement un substrat. Au moins un pic XPS distingue le matériel du substrat de la couche. Un exemple pourrait être une couche d'oxyde sur un substrat de silicium. Si on suppose que le libre parcours moyen inélastique est le même pour le substrat et la couche, l'intensité d'un pic XPS caractéristique de la substance (i.e. le composant métallique dans l'enveloppe Si 2p) varierait en fonction de l'angle de photoemission comme :
En posant
et en résolvant l'intégrale
On remarque que IS0λ représente l'intensité obtenu d'un échantillon du substrat sans couche supérieure. Ensuite,
afin que 
peut être obtenu de la pente de 
vs 
.
De manière similaire, on peut obtenir de l'intensité d'un pic caractéristique de la couche :
où IL0λ représente l'intensité obtenu d'un échantillon épaisse du matériau de la couche.
