SEM顯微鏡升級應用：原理與用途解析，液態材料檢測應用介紹

產業痛點

SEM顯微鏡的原理&用途

SEM顯微鏡能提供奈米級尺寸影像，常用於研究微觀結構和材料的特性。因此在科學研究和工業應用中扮演著日益重要的角色。SEM顯微鏡有別於光學顯微鏡利用可見光成像，SEM顯微鏡則是透過電子束掃描樣品表面，並透過接收電子與樣品交互作用產生的訊息而合成圖像。由於SEM顯微鏡的樣品倉為真空狀態，因此SEM顯微鏡的樣品本身需要能承受真空環境。在此限制之下，大多數固態樣品都能利用SEM顯微鏡進行觀察。但液態材料便很常在乾燥化處理的過程中產生變形或結構坍塌的現象，導致液態材料觀測結果失真。因此，對於液態材料的研究和分析來說，SEM顯微鏡下的臨場觀測一直都是一個挑戰。然而，透過創新的臨場觀測模組，研發人員不僅能夠直接觀察和分析液態材料，且能拍攝到非常高解析的原始影像。


液態材料於SEM顯微鏡底下失真	液態材料於SEM顯微鏡底下原始狀態

邑流應用

SEM顯微鏡如何檢測液態材料？

傳統上，SEM主要應用於固態材料的觀察和分析，但近年來，SEM液態材料檢測的應用也愈來愈受到關注。SEM顯微鏡的操作環境是將觀察材料置入真空腔體中進行觀察，因此，要利用SEM顯微鏡觀察液態材料就必須受限於真空環境的影響。觀測前須先將液態材料進行乾燥化處理，但此步驟會造成液態材料結構坍塌失真。而邑流微測開發的SEM顯微鏡液態材料觀測系統，運用獨家奈米薄膜可於SEM的真空環境中創造大氣腔體將液態/揮發性材料完整的封閉其中，克服液體或有機材質產生的揮發性氣體，可能會外洩、汙染SEM顯微鏡真空腔體等問題，為液體材料帶來不同的觀測層面。此外，搭配高階影像分析工具，可快速取得尺寸分布、分散性、形狀等資料，有利於材料研發、製程改善、監控的依據。也因不需乾燥處理，故可即時(real-time)觀測液態奈米材料的反應過程，以最真實液態狀態的形貌呈現。以往液態材料內之粒子分布與分散性等特性，會因材料乾燥化而改變，導致無法觀察到液態材料之真實樣貌。而邑流微測創新的液態觀測系統，提供原始級、奈米級的影像，還可看出材料的分散或團聚。更重要的是，此一液態材料觀測系統沒有太多材料限制，且可根據客戶需求選擇不同晶片觀察樣品，更可搭配市面上絕大多數的SEM顯微鏡型號使用。

領域	應用
材料工程	可用於臨場觀測&分析材料之微觀結構以及液體環境中的特性。如：觀察聚合物的結晶行為、陶瓷材料的晶體結構等。且透過新型液態檢測工具，可獲取高解析、原始等級之影像，十分有助於優化材料設計以及新興材料研發。
電化學	可搭配加溫加控，進行電極材料臨場觀測以及電化學相關感應。
生醫材料	因不須乾燥化前處理，故能臨場觀測液體材料之真實狀況。例如：COVID-19促使抗菌材質盛行，欲了解抗菌材料水洗後的狀況，便可使用透過此類工具實際觀測，以獲取所需資訊。好文推薦：侵入性醫材「注射水」驗證
環境工程	觀察和分析水質中的微粒子、污染物和微生物等。對於研究水質污染、海洋生態系統和環境監測具有重要意義。可協助淨零碳排、ESG等環境議題改善。

SEM顯微鏡實際拍攝影像

用SEM顯微鏡有效找出材料缺陷

SEM顯微鏡觀測結果

SEM顯微鏡液態材料應用實例

此液態材料觀測模組可協助材料檢測的範圍極廣，包括臨場觀測CMP Slurry、蝕刻化學品、去離子水、銀鋁膠、陶瓷材料等，樣品不受太多限制。此外，除即時觀測液態材料原貌外，亦可透過客製化加溫、加電，臨場觀測電化學相關變化，如枝晶生長、充放電反應等。目前協助國內知名封裝廠進行高階車用晶片研發。相關應用領域可參考列表：