Berbicara tentang teknologi nano, maka tidak akan bisa lepas dari mikroskop, yaitu alat pembesar untuk melihat struktur benda kecil tersebut. (Teknologi nano : teknologi yang berbasis pada struktur benda berukuran nano meter. Satu nano meter = sepermilyar meter).Tentu yang dimaksud di sini bukanlah mikroskop biasa, tetapi mikroskop yang mempunyai tingkat ketelitian (resolusi) tinggi untuk Melihat struktur berukuran nano meter
Untuk melihat benda berukuran di bawah 200 nanometer, diperlukan mikroskopdengan panjang gelombang pendek.Dari ide inilah, di tahun 1932 lahir mikroskop elektron.Sebagaimana namanya, mikroskop elektron menggunakan sinar elektron yang panjanggelombangnya lebih pendek dari cahaya.Karena itu, mikroskop elektron mempunyaikemampuan pembesaran obyek (resolusi) yang lebih tinggi dibanding mikroskop optik.Sebenarnya, dalam fungsi pembesaran obyek, mikroskop elektron juga menggunakan lensa,namun bukan berasal dari jenis gelas sebagaimana pada mikroskop optik, tetapi dari jenismagnet. Sifat medan magnet ini bisa mengontrol dan mempengaruhi elektron yangmelaluinya, sehingga bisa berfungsi menggantikan sifat lensa pada mikroskop optik. Kekhususan lain dari mikroskop elektron ini adalah pengamatan obyek dalam kondisi hampaudara (vacuum). Hal ini dilakukan karena sinar elektron akan terhambat alirannya bilamenumbuk molekul-molekul yang ada di udara normal. Dengan membuat ruang pengamatan obyek berkondisi vacum, tumbukan elektron-molekul bisa terhindarkan ( Oktaviana, 2009 ).
Konsep awal yang melibatkan teori scanning mikroskop elektron pertama kali diperkenalkan di Jerman (1935) oleh Max Knoll.Konsep standar dari SEM modern dibangun oleh von Ardenne pada tahun 1938 yang ditambahkan scan kumparan ke mikroskop elektron transmisi.Desain SEM dimodifikasi oleh Zworykinpada tahun 1942 ketika bekerja untuk RCA Laboratories di Amerika Serikat.Desain kembali direkayasa oleh CW pada tahun 1948 seorang profesor di Universitas Cambridge.Sejak itu,semakin banyak bermunculan kontribusi signifikan yang mengoptimalkan perkembangan modern mikroskop elektron.
Fungsi mikroskop elektron scanning atau SEM adalah dengan memindai terfokus balok halus elektron ke sampel.Elektron berinteraksi dengan sampel komposisi molekul. Energi dari elektron menuju ke sampel secara langsung dalam proporsi jenis interaksi elektron yang dihasilkan dari sampel. Serangkaian energi elektron terukur dapat dihasilkan yang dianalisis oleh sebuah mikroprosesor yang canggih yang menciptakan gambar tiga dimensi atau spektrum elemen yang unik yang ada dalam sampel dianalisis.Ini adalah rangkaian elektron yang dibelokkan oleh tumbukan dengan elektron sampel.Sebelum menjelajahi jenis elektron dihasilkan oleh SEM khas, pemahaman dasar dari teori elemen yang dikelilingi diklasifikasikan tabel periodik perlu disebutkan.Sepanjang sejarah banyak fisikawan, matematikawan, dan ahli kimia mempelajari unsur-unsur di bumi. Beberapa nama
Fungsi mikroskop elektron scanning atau SEM adalah dengan memindai terfokus balok halus elektron ke sampel.Elektron berinteraksi dengan sampel komposisi molekul. Energi dari elektron menuju ke sampel secara langsung dalam proporsi jenis interaksi elektron yang dihasilkan dari sampel. Serangkaian energi elektron terukur dapat dihasilkan yang dianalisis oleh sebuah mikroprosesor yang canggih yang menciptakan gambar tiga dimensi atau spektrum elemen yang unik yang ada dalam sampel dianalisis.Ini adalah rangkaian elektron yang dibelokkan oleh tumbukan dengan elektron sampel.Sebelum menjelajahi jenis elektron dihasilkan oleh SEM khas, pemahaman dasar dari teori elemen yang dikelilingi diklasifikasikan tabel periodik perlu disebutkan.Sepanjang sejarah banyak fisikawan, matematikawan, dan ahli kimia mempelajari unsur-unsur di bumi. Beberapa nama
Ini adalah karya Proust yang terinspirasi John Dalton (1766-1844) untuk mengembangkan hipotesis-nya ke "Hukum perbandingan berganda":- Ketika dua unsur membentuk suatu rangkaian senyawa, rasio massa dari elemen kedua yang menggabungkan dengan 1 gram dari elemen pertama selalu bisa direduksi menjadi bilangan bulat kecil.
Seorang ahli kimia Rusia bernama Dmitri Mendeleev (1834-1907) menyusun 63 unsur yang dikenal ke tabel berdasarkan massa atom mereka.Susunan elemen akhirnya berubah menjadi tabel periodik modern unsur digunakan di seluruh dunia.
Melalui kerja keras orang-orang ini dan sejumlah orang lain, sejumlah besar informasi yang disusun dan diuji untuk menetapkan prinsip dasar digunakan saat ini dalam pengembangan mikroskop elektron scanning modern.
Sebelum menjelajahi lebih lanjut ke teori dan fungsionalitas dari EDX / mikroskop SEM, itu adalah layak disebut dualitas elektron dan x-ray.Awal percobaan dengan elektron dan karakteristik fisik telah menyebabkan ilmuwan untuk memodifikasi pemahaman dasar fisika.Sebelum kemajuan teknologi modern, banyak ilmuwan harus menjelaskan perilaku fisik berdasarkan interaksi kimia yang dilihat dengan mata telanjang.Ketika prinsip-prinsip radiasi elektro magnetik pertama kali diperkenalkan, konsep ini paling mudah dijelaskan sebagai gelombang yang berjalan di panjang dan frekuensi tertentu.Kemudian eksperimen menunjukkan bahwa cahaya dan x-rays partikel aktual yang dapat dideteksi.Singkatnya, rontgen dianggap baik sebagai gelombang dan partikel.Lebih khusus, mereka adalah paket kecil dari gelombang elektromagnetik yang disebut kuanta atau partikel yang disebut foton.
Tergantung pada jenis informasi analis yang tertarik pada jenis elektron satu studi. Setiap elektron yang dihasilkan dari berkas elektron primer yang dihasilkan oleh SEM ketika melanggar sampel yang diberikan menghasilkan elektron energi tertentu yang dapat diukur.Jenis-jenis elektron yang dihasilkan untuk setiap contoh yang diberikan perlu terlebih dahulu dieksplorasi.Elektron yang dihasilkan dari komposisi molekul sampel diklasifikasikan sebagai baik dan elektron inelastis elastis.
Elektron inelastik adalah elektron energi rendah dibelokkan dari sampel.Kebanyakan diserap oleh spesimen, tetapi mereka yang melarikan diri dekat permukaan.Elektron ini disebut elektron sekunder, yaitu energi elektron muncul kurang dari 50eV, 90% dari elektron sekunder memiliki energi kurang dari 10 eV, sebagian besar dari 2 sampai 5 eV.Elektron sekunder memberikan informasi topografi permukaan dan putih, tiga dimensi gambar hitam sampel.Ini adalah gambar paling umum kebanyakan orang mengasosiasikan dengan SEM.Elektron elastis adalah setiap elektron yang berinteraksi dengan berkas elektron utama untuk menghasilkan energi spesifik dari tabrakan dan menahan sebagian besar energinya.Elektron ini dikategorikan sebagai:
Elektron inelastik adalah elektron energi rendah dibelokkan dari sampel.Kebanyakan diserap oleh spesimen, tetapi mereka yang melarikan diri dekat permukaan.Elektron ini disebut elektron sekunder, yaitu energi elektron muncul kurang dari 50eV, 90% dari elektron sekunder memiliki energi kurang dari 10 eV, sebagian besar dari 2 sampai 5 eV.Elektron sekunder memberikan informasi topografi permukaan dan putih, tiga dimensi gambar hitam sampel.Ini adalah gambar paling umum kebanyakan orang mengasosiasikan dengan SEM.Elektron elastis adalah setiap elektron yang berinteraksi dengan berkas elektron utama untuk menghasilkan energi spesifik dari tabrakan dan menahan sebagian besar energinya.Elektron ini dikategorikan sebagai:
- Elektron Backscattered-menghasilkan komposisi dan crystallographical informasi permukaan, topologi.
- Diserap saat ini yang memungkinkan studi struktur internal semi-konduktor atau (EBIC).
- Cathodluminescence-menunjukkan dan energi tingkat distribusi di fosfor.
- elektron Auger-berisi informasi dan kimia unsur dari lapisan permukaan.
- Karakteristik X-ray radiasi-hasil Mikroanalisis dan distribusi unsur-unsur sampel yang diberikan.
Sebuah SEM khas memiliki kemampuan untuk menganalisa suatu sampel tertentu menggunakan salah satu metode yang disebutkan di atas. Sayangnya, setiap jenis analisis dianggap merupakan tambahan perangkat aksesori untuk SEM.Yang paling umum aksesori dilengkapi dengan SEM adalah dispersif energi x-ray detektor atau EDX (kadang-kadang disebut sebagai EDS).Jenis detektor memungkinkan pengguna untuk menganalisis sampel komposisi molekul.
Dengan biaya-biaya dari Scanning Electron Microscopes (SEM) yang turun dalam beberapa tahun terakhir, SEM berubah melebihi pusat bursa yang berkisar pada pusat-pusat penelitian, universitas, pusat-pusat analisis, dan sebagainya menjadi suatu alat yang aplikasinya lebih luas yang mencakup sekolah-sekolah tinggi dan divisi pengendalian mutu dari banyak industri. Demikian juga dengan munculnya kebutuhan untuk memahami komposisi dan distribusi dari unsur-unsur disamping untuk mengamati bentuk material, sekarang telah lazim untuk bisnis dan organisasi-organisasi memperkenalkan alat analisa ‘Energy Dispersive X-Ray’ (EDX) pada waktu yang bersamaan dengan pembelian SEM.
SEM dan EDX telah dirancang secara konvensional untuk penggunaannya oleh ahli teknologi analitis. Akan tetapi, dengan perkembangan bursa dari SEM/EDX yang cepat, dibutuhkan perkembangan untuk meningkatkan kemampuan dari alat-alat ini sehingga dapat digunakan dengan mudah oleh ahli mesin yang bekerja dalam Pengendalian mutu.
Dengan biaya-biaya dari Scanning Electron Microscopes (SEM) yang turun dalam beberapa tahun terakhir, SEM berubah melebihi pusat bursa yang berkisar pada pusat-pusat penelitian, universitas, pusat-pusat analisis, dan sebagainya menjadi suatu alat yang aplikasinya lebih luas yang mencakup sekolah-sekolah tinggi dan divisi pengendalian mutu dari banyak industri. Demikian juga dengan munculnya kebutuhan untuk memahami komposisi dan distribusi dari unsur-unsur disamping untuk mengamati bentuk material, sekarang telah lazim untuk bisnis dan organisasi-organisasi memperkenalkan alat analisa ‘Energy Dispersive X-Ray’ (EDX) pada waktu yang bersamaan dengan pembelian SEM.
SEM dan EDX telah dirancang secara konvensional untuk penggunaannya oleh ahli teknologi analitis. Akan tetapi, dengan perkembangan bursa dari SEM/EDX yang cepat, dibutuhkan perkembangan untuk meningkatkan kemampuan dari alat-alat ini sehingga dapat digunakan dengan mudah oleh ahli mesin yang bekerja dalam Pengendalian mutu.
Juga dengan kemajuan dalam bidang elektronik, operasi SEM/EDX telah berubah dari analog menjadi operasi digital, dengan pengatur alat dan pengolahan data yang dilakukan oleh computer. Biasanya, suatu sistem operasi WindowsTM dan aplikasi Windows digunakan, membuat lingkungan system yang hampir setiap orang dapat menggunakan dengan mudah.
Berdasarkan pada kebutuhan dan perubahan bursa dalam lingkungan teknologi, maka dibuatlah SEM-EDX yang merupakan suatu system analisis yang menggabungkan SEM dan EDX menjadi satu unit.
Komentar
Posting Komentar