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要使用「奈米微小製造技術」來製作我們所需要的結構，步便是先要能夠「看到原子」，目前人類還無法用肉眼直接看到原子，因此都是使用間接的方式，利用儀器的輔助來觀察原子，這種儀器稱為「電子硬度計(EM：Electron Microscopy)」，電子硬度計依照原理的不同又可以分為數種：

掃描式電子硬度計(SEM：Scanning Electron Microscopy)

使用鎢絲來發射電子束(熱游離)，當電子束照射到物體表面時，就如同光束照射到物體表面，當物體表面凸出時反射電子束較多，故偵測器偵測到較強的訊號(比較亮)，如圖 4-54(a)所示；當物體表面凹下時反射電子束較少，故偵測器偵測到較弱的訊號(比較暗)，如圖4-54(b)所示，同學們一定有這樣的經驗，地上的凹洞比較暗，就是因為太陽光照射到凹洞內反射的光比較少的緣故。將這些強弱的訊號畫成二度空間的灰階圖形，就可以得到如圖4-54(c)所示的掃描式電子硬度計(SEM)照片(本書前面所有的灰階照片均為掃描式電子硬度計照片)，掃描式電子硬度計(SEM)的解析度很高，可以用來觀察大約100nm(奈米) 的結構,工具硬度計，但是只能觀察物體表面的高低起伏，所以表面平整的物體無法使用。