三維材料分析技術(圖一)對於分析材料特徵以及研究材料科學十分重要。舉結晶材料中的二維缺陷‒晶界為例子：一般在傳統金相試片中，晶界通常呈現線段形貌。這麼一來三維空間當中晶界的曲面、面的晶體資訊、以及晶界之間的交互關係並沒有辦法得知，而這些晶界相關的變數會影響到材料的表現，例如疲勞、晶界腐蝕、熱電以及光電效應等。三維材料科學更可以廣泛應用於分析孔洞、析出、相分布等題材。目前存在的所有三維分析方法論中有兩個互相牽制的參數：解析度以及數據量。亦即，吾人可以利用聚焦離子束進行試片減薄，精準控制每一層的磨除厚度，然資訊量受限於切削試片的範圍；相對來說X射線的光源能進行三維成像，但空間解析度就會受挑戰。
在馬克斯-普朗克研究院(後稱馬普所)，我們團隊利用傳統研磨拋光法磨除一定試片層厚，搭配上電子背向散射圖譜定出晶體方位，建立出一套兼顧解析度以及資訊量的三維分析設備。這套設備欲同時解決若僅利用人力執行實驗，最終實驗者會疲勞、且數據再現性及擺放試片精度也會下降的問題。為了達此目標，馬普所團隊利用六軸機械手臂取代傳統人類手臂，搭配可撰寫程式控制之全自動研磨拋光機，並透過團隊自己開發的軟體將組成如圖二所呈現之設備。此套設備非商售，上述全部部件均為單一採購，再將其拼湊組裝起來。
該設備於2021年成功運轉，並且成功產製出如圖三所示之結果(再結晶過之316L不鏽鋼試片)，讓我們得以從各個方向切入三維數據觀測、並且加以分析如晶界等材料特徵。完整的技術開發過程、成果以及材料方面的分析結論最近投稿、成功獲得接受並發表於期刊‒科學儀器評論，煩請有興趣的讀者自行前往閱讀細節。（材料系蔡劭璞教授提供）
圖一、埃米至毫米等級所有三維材料科學方法論一覽，搭配該尺度之下典型用以觀察的材料特徵或缺陷種類。我們開發的設備及方法論標為EVALO tomography。
圖二、在馬普所建立的一套大範圍全自動三維材料科學分析設備，全名為Electron backscatter diffraction (EBSD)-based LArge VOlume 3D (ELAVO 3D)。
圖三、利用EVALO 3D設備進行316L不鏽鋼的三維斷層觀測。