本聯盟提供多台掃瞄式電子顯微鏡（SEM）與穿透式電子顯微鏡（TEM），並掌握多項分析技術，包含：材料晶粒觀測（明視野技術）、材料相變化檢測（暗視野技術）、材料多晶/單晶分析技術、微區繞射技術、原子級材料觀測技術、元素檢測技術等，如圖一，並有專責工程師可協助業界分析其材料上的問題，進而發現其製程上需要改進之處，提供產業在材料研發與改進上相當重要的幫助。

圖一：本聯盟可提供一系列奈米材料分析技術。

由於光學顯微鏡受限於光學繞射問題，若需要觀測更小的物品，則需要使用電子式的顯微鏡，電子顯微鏡依照結構的不同，又可區分為掃瞄式電子顯微鏡（SEM）與穿透式電子顯微鏡（TEM），皆是利用高能的電子當成光源，由電子源發射出電子，在真空電子槍內下，經由掃瞄線圈，使電子束於試片室內對試片表面作掃瞄，掃瞄之區域愈大則顯示於螢幕上之倍率愈小，反之則愈大，當電子束作用於試片表面時會激發出電子訊號，由試片室內之偵測器，偵測其訊號後經數位放大後在螢幕上顯像。

電子顯微鏡的主體結構可分為三大區塊：第一區為電子槍（Electron Gun）；第二區為真空座，其內部構件包含了聚焦镜（condensing lenses）、掃描線圈（scan coils）以及物镜（objective lens），最後即為試片真空腔體。電子槍在高電壓（約0.2-30 keV）的驅動下發射出電子束，經過聚焦镜使發散的電子束能聚集成一微小的電子束。掃描線圈的作用在偏折電子束使其能在試片的表面作二維的掃描工作；另一功能是觀測試片時控制倍率的放大及縮小。接著電子束經過物镜就如同光學顯微鏡原理一樣，但此時調整項圈（coil）所造成的磁場來控制電子束做最後的對焦動作完成對焦後，即可進行最後的轟擊試片表面。 電子束與試片之交互作用 電子束轟擊試件表面時，會產生二次電子（secondary electrons）、背向散射電子（backscattered electrons）、 X-ray （EDS, WDS）、Auger電子、陰極發光、 穿透電子、繞射電子等，在能量散佈能譜（energy dispersive spectrum, EDS）成份分析上，主要有三大類型：定點分析、直線成份分析（line profile）及成份映像分析（element mapping）。EDS能譜的雜訊背景訊號低，具有很高的能峰／背景比值，在一能譜上可同時顯示所有的元素，本中心的電子顯微鏡上皆配備有能量散佈能譜儀。