在掃描電鏡（SEM）中，光束掃描和機(jī)械掃描是兩種用于掃描樣品并生成圖像的不同方式。它們各自有不同的工作原理和應(yīng)用場景。

1. 光束掃描 (Beam Scanning)

光束掃描是現(xiàn)代掃描電鏡中常用的掃描方式，它通過控制電子束的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對樣品的掃描。

原理：

在光束掃描中，電子束本身是由掃描系統(tǒng)控制的。電子束在樣品表面按一定的模式（通常是像素掃描的方式）掃描，通過改變電子束的方向來逐步覆蓋整個(gè)樣品。

掃描電子束的速度、掃描區(qū)域的大小以及掃描模式（例如線掃描、點(diǎn)掃描等）都可以調(diào)節(jié)。通過電子束與樣品表面的相互作用（如二次電子、背散射電子、X射線等），掃描得到的數(shù)據(jù)用于生成圖像。

特點(diǎn)：

高分辨率：由于電子束直接作用于樣品表面，光束掃描可以獲得非常高的分辨率（納米級別），因此通常用于表面形貌的觀察。

快速掃描：在大多數(shù)現(xiàn)代 SEM 中，電子束掃描是非常快速的，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成大范圍的樣品掃描。

靈活性高：掃描區(qū)域的尺寸和掃描的速度都可以靈活調(diào)節(jié)。

優(yōu)點(diǎn)：

無需移動(dòng)樣品，掃描過程主要通過調(diào)整電子束位置來完成，因此可以更快地獲得圖像。

可以通過調(diào)整加速電壓、掃描速率等參數(shù)來優(yōu)化圖像質(zhì)量。

可以在微米到納米尺度上進(jìn)行非常高精度的觀察。

缺點(diǎn)：

依賴于電子束與樣品的相互作用，可能會受到樣品表面電荷積累等因素的影響。

光束掃描的結(jié)果受樣品材質(zhì)、形態(tài)和電學(xué)特性的影響較大。

2. 機(jī)械掃描 (Mechanical Scanning)

機(jī)械掃描方式則是通過移動(dòng)樣品來實(shí)現(xiàn)掃描。也就是說，掃描是通過精確控制樣品臺的運(yùn)動(dòng)來完成的，而不是通過控制電子束的運(yùn)動(dòng)。

原理：

在機(jī)械掃描中，樣品臺被控制在掃描過程中沿著 X、Y 方向移動(dòng)，逐步掃描樣品表面。

在每次移動(dòng)后，電子束仍然是固定的，只是通過樣品臺的運(yùn)動(dòng)來改變掃描位置。

這種方法通常需要機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制樣品臺沿不同的方向精確移動(dòng)。

特點(diǎn)：

較低的分辨率：由于是通過樣品臺的運(yùn)動(dòng)來改變掃描位置，機(jī)械掃描的分辨率通常不如光束掃描高，但在較大范圍的掃描中仍然適用。

較慢的掃描速度：相比光束掃描，機(jī)械掃描通常較慢，因?yàn)樗蕾囉跇悠放_的物理運(yùn)動(dòng)，而不僅僅是電子束的快速掃描。

適合較大區(qū)域掃描：機(jī)械掃描適用于大范圍的樣品掃描，例如較大的樣品表面或區(qū)域。

優(yōu)點(diǎn)：

對于某些較為厚重或較大的樣品，機(jī)械掃描可能更為適用，尤其是在掃描較大的表面時(shí)。

可以結(jié)合其他技術(shù)，如 X 射線成像或其他探測器，進(jìn)行聯(lián)合成像。

缺點(diǎn)：

掃描速度較慢，尤其是在需要進(jìn)行高分辨率掃描時(shí)。

由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可能會受到機(jī)械誤差或震動(dòng)的影響，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。

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