TUJUAN PRAKTIKUM
Memahami kegunaan XRD (X-Ray Diffraction) sebagai teknik karakterisasi material.
Memahami cara mengolah / menganalisis hasil XRD untuk mendapatkan komposisi dan % komposisi material yang telah dianalisis.
DASAR TEORI
X-Ray adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang kurang dari 10 Angstroms atau 10-8cm. Medan elektromagnet yang dihasilkan oleh radiasi tersebut bertumbukan dengan elektron pada permukaan material yang di uji menghasilkan difraksi sinar X. Fenomena difraksi yang terjadi merupakan akibat dari adanya struktur periodik dari material. Dengan kata lain fenomena hamburan (scattering) sinar X, saat sinar X berinteraksi dengan kristal yang membentuk suatu material yang pada arah dan sudut tertentu beriterferensi positif sehingga terjadi intensitas yang tinggi. Fenomena ini dapat dimanfaatkan untuk mengidentifikasi material yang belum diketahui ataupun untuk mendapatkan komposisi, struktur dan fasa dari suatu material yang telah diketahui.
Peralatan XRD terdiri dari:
Sumber radiasi (katoda)
Material target (anoda)
Be window
Sampel
Detektor
Katoda memancarkan / membangkitkan elektron dengan cara memberi arus pada filamen. Elektron diarahkan oleh focusing cup pada katoda dan dipercepat geraknya dengan memberikan DV. Elektron akan menumbuk material target / anoda dan menghasilkan X-ray (contoh material target: Cu), elektron menembak Cu, kemudian elektron pada Cu akan terhambur keluar / eksitasi. Keadaan tersebut tidak stabil maka elektron pada kulit sebelahnya akan menempati posisi elektron yang tereksitasi, dan besar energi untuk transisi ini disebut X ray.
K(a) = X ray yang diemisikan untuk pindah dari kulit L ke K.
K (b) = X ray yang diemisikan untuk pindah dari kulit M ke K
Difraksi X-ray bekerja berdasarkan Hukum Bragg:
dimana,
n = orde reaksi
λ = panjang gelombang
d = jarak penembakan sinar
θ = sudut yang dibentuk
Dari persamaan di atas dapat diketahui nilai dari d-spacing dan dapat digunakan untuk melakukan pemberian indeks bidang kristal berdasarkan persamaan :
dimana,
a = panjang kisi kristal
d = jarak antar bidang kristal
h,k,l = indeks bidang kristal
Setelah indeks bidang diketahui (h,k,l) maka jenis sel satuan dapat ditentukan.
Intensitas sinar-x akan terabsorpsi apabila sinar-X tersebut melewati suatu material. Besarnya absorpsi sangat bergantung dari jenis serta ketebalan dari material. Besarnya absorpsi dapat dihitung berdasarkan perumusan berikut :
Dimana,
Ix = Intensitas setelah melewati sampel
Io = Intensitas mula-mula
μ/ρ = Koefisien absorpsi massa (cm2/g)
ρ = Densitas (gr/cm3)
x = Ketebalan material (cm)
Pada kurva I - 2q terdapat peak-peak yang spesifik untuk tiap material. I menunjukan kadar komposisi material yang dianalisis. Sedangkan 2q mengidentifikasi material dengan cara memperoleh jarak kisi (d-spacing) kristal. D–spacing untuk tiap material berbeda satu dengan yang lainnya. Atas dasar tersebut sinar X dapat digunakan untuk mengidentifikasi material yang belum diketahui dan mengetahui komposisi, struktur dan fasa material yang telah diketahui.
Pada alat XRD diperlukan pula adanya filter. Perlunya filter yaitu untuk mendapatkan sinar yang semonokromatis mungkin yaitu K(a) dengan cara menghilangkan continuous spectrum dan K(b). Karena radiasi K(a) intensitasnya kuat sehingga kurva yang dihasilkan menghasilkan peak dengan intensitas yang tinggi pula.
ANALISIS DATA
Sinar X Valid Untuk Menentukan Struktur Kristal
Kita dapat mengetahui bahwa sinar X sangat valid untuk menentukan struktur kristal dengan melihat berdasarkan panjang gelombang yang dimiliki oleh sinar X dan melalui hukum Bragg.
Faktor Utama Timbulnya Sinar X
Ada 3 faktor utama yang menyebabkan timbulnya sinar X, seperti :
Sumber elektron
Sumber elektron penting karena elektron lah yang akan ditembakkan ke material target yang akan memantulkan sinar X yang kita inginkan
Beda potensial
Beda potensial merupakan faktor utama dihasilkan sinar X karena elektron akan bergerak jika ada beda potensial yang tepat sehingga elektron dapat terpantul oleh material target. Beda potensial ini harus besar karena akan ada fenomena accelerating oleh elektron ketika menumbuk material target. Beda potensial yang dibutuhkan untuk menghasilkan sinar X adalah antara 30000-50000 Volt.
Material target
Penting untuk memantulkan elektron guna menghasilkan sinar X.
Bagian-bagian dan Fungsi dari X-ray Tube
Bagian-bagian dan fungsi pada alat X-ray tube adalah:
Sumber tegangan : untuk menghasilkan beda potensial untuk penembakan elektron ke material target (beda potensial yang dibutuhkan 30000-50000 volt)
Material target : untuk memantulkan elektron yang ditembakkan yang akan menghasilkan sinar X yang kita inginkan
Pendingin : untuk mendinginkan material target karena material target akan menyerap 99% dari beda potensial yang dibawa elektron saat ditembakkan sehingga material target akan sangat panas dan untuk menghindari material target meleleh digunakan pendingin ini.
Filter : untuk mengubah sinar yang polikromatis menjadi monokromatis
Sampel : Material yang akan kita ketahui karakterisasinya
Cara Terjadinya Sinar X
Sinar X dapat terbentuk karena adanya elektron yang dihasilkan oleh sumber tegangan yang akan menghasilkan beda potensial untuk menembakkan elektron ke material target kemudian material target akan memantulkan panjang gelombang yang akan disebut sinar X.
Bragg Law
Bragg law dapat terjadi pada crystal terutama dengan struktur crystal polikristal. Kita dapat melihat bahwa hukum Bragg terjadi pada polikristal lewat adanya sinar yang datang dengan panjang gelombang berbeda tetapi dapat terjadi fenomena destructive inteference yang menyebabkan hilangnya panjang-panjang gelombang yang berlawanan dengan kemungkinan sangat besar. Oleh sebab itu akan dihasilkan satu sinar saja yaitu yang saling menguatkan lewat fenomena constructive inteference. Dan Bragg law akan berhasil bila sinar tersebut mengalami difraksi sebab asumsi yang digunakan hukum Bragg adalah jarak antar kisi crystal, sudut datang dan pantul adalah sama.
Scattering
Pada saat difraksi sinar X ini akan ada fenomena scattering yang disebabkan oleh sifat natural dari atom atau crystal. Atom akan mengalami scattering dengan penyebaran sinar X yang sangat banyak karena pada atom tidak terjadi fenomena destructive interference ataupun constructive interference. Sedangkan pada crystal akan ada scattering juga tetapi akan terjadi destructive atau constructive yang menyebabkan scattering hanya dalam jumlah kecil bahkan pada policrystal akan terjadi difraksi karena destructive akan terjadi secara sempurna.
Constructive dan Destructive Inteference
Constructive Inteference adalah fenomena dimana terdapat dua atau lebih panjang gelombang yang sama nilai dan letaknya yang akan saling menguatkan sehingga panjang gelombangnya akan menjadi 2 atau 3x semula.
Destructive Inteference adalah fenomena dimana terdapat dua atau lebih panjang gelombang yang berbeda nilai dan letaknya yang akan saling menghilangkan.
Broadened of Peak
Ada beberapa hal yang menyebabkan adanya broadened of peak, seperti :
Karena tidak paralelnya sinar yang datang ke sample. Jadi sinar-sinar tersebut tidak dapat di destructive secara sempurna dan lebih banyak panjang gelombang atau sinar X yang dikuatkan (di constructive) sehingga akan muncul peak-peak yang berdekatan dan dengan intensitas berbeda yang akan terbaca atau terlihat di kurva seperti di bawah ini. Dan gambar tersebut yang disebut dengan broadening of peak.
Tidak monokromatiknya sinar yang menembak sampel juga dapet menyebabkan timbulnya broadening of peak. Hal tersebut terjadi karena bila sinar polikromatik yang ditembakkan kepada sample maka akan ada beda lamda λ sehingga pergeseran 2θ akan sangat kecil dan menyebabkan juga tidak terjadinya destructive yang merata sehingga kembali timbulnya broadening of peak.
Small size crystal dan large size crystal juga salah satu penyebab adanya broadening of peak. Maksudnya adalah perbedaan antar struktur crystal sangat berpengaruh besar terhadap hasil yang ditampilkan pada kurva. Misalnya pada small size crystal kita dapat melihat bahwa ada kemungkinan terjadinya destructive interference tetapi sedikit dan lebih dominant terjadinya constructive interference, jika dibandingkan dengan large size crystal maka jelaslah berbeda di large size crystal karena banyaknya jumlah crystal maka banyak sekali kemungkinan untuk terjadinya destructive dan hal tersebut akan membuat terjadinya satu sinar aja (difraksi) maka hasilnya akan baik, tidak seperti pada small size crystal akan terjadi broadening of peak karena akan didapat kurva dengan jarak peak yang berdekatan.
TUJUAN PRAKTIKUM
Memahami kegunaan XRD (X-Ray Diffraction) sebagai teknik karakterisasi material.
Memahami cara mengolah / menganalisis hasil XRD untuk mendapatkan komposisi dan % komposisi material yang telah dianalisis.
DASAR TEORI
X-Ray adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang kurang dari 10 Angstroms atau 10-8cm. Medan elektromagnet yang dihasilkan oleh radiasi tersebut bertumbukan dengan elektron pada permukaan material yang di uji menghasilkan difraksi sinar X. Fenomena difraksi yang terjadi merupakan akibat dari adanya struktur periodik dari material. Dengan kata lain fenomena hamburan (scattering) sinar X, saat sinar X berinteraksi dengan kristal yang membentuk suatu material yang pada arah dan sudut tertentu beriterferensi positif sehingga terjadi intensitas yang tinggi. Fenomena ini dapat dimanfaatkan untuk mengidentifikasi material yang belum diketahui ataupun untuk mendapatkan komposisi, struktur dan fasa dari suatu material yang telah diketahui.
Peralatan XRD terdiri dari:
Sumber radiasi (katoda)
Material target (anoda)
Be window
Sampel
Detektor
Katoda memancarkan / membangkitkan elektron dengan cara memberi arus pada filamen. Elektron diarahkan oleh focusing cup pada katoda dan dipercepat geraknya dengan memberikan DV. Elektron akan menumbuk material target / anoda dan menghasilkan X-ray (contoh material target: Cu), elektron menembak Cu, kemudian elektron pada Cu akan terhambur keluar / eksitasi. Keadaan tersebut tidak stabil maka elektron pada kulit sebelahnya akan menempati posisi elektron yang tereksitasi, dan besar energi untuk transisi ini disebut X ray.
K(a) = X ray yang diemisikan untuk pindah dari kulit L ke K.
K (b) = X ray yang diemisikan untuk pindah dari kulit M ke K
Difraksi X-ray bekerja berdasarkan Hukum Bragg:
dimana,
n = orde reaksi
λ = panjang gelombang
d = jarak penembakan sinar
θ = sudut yang dibentuk
Dari persamaan di atas dapat diketahui nilai dari d-spacing dan dapat digunakan untuk melakukan pemberian indeks bidang kristal berdasarkan persamaan :
dimana,
a = panjang kisi kristal
d = jarak antar bidang kristal
h,k,l = indeks bidang kristal
Setelah indeks bidang diketahui (h,k,l) maka jenis sel satuan dapat ditentukan.
Intensitas sinar-x akan terabsorpsi apabila sinar-X tersebut melewati suatu material. Besarnya absorpsi sangat bergantung dari jenis serta ketebalan dari material. Besarnya absorpsi dapat dihitung berdasarkan perumusan berikut :
Dimana,
Ix = Intensitas setelah melewati sampel
Io = Intensitas mula-mula
μ/ρ = Koefisien absorpsi massa (cm2/g)
ρ = Densitas (gr/cm3)
x = Ketebalan material (cm)
Pada kurva I - 2q terdapat peak-peak yang spesifik untuk tiap material. I menunjukan kadar komposisi material yang dianalisis. Sedangkan 2q mengidentifikasi material dengan cara memperoleh jarak kisi (d-spacing) kristal. D–spacing untuk tiap material berbeda satu dengan yang lainnya. Atas dasar tersebut sinar X dapat digunakan untuk mengidentifikasi material yang belum diketahui dan mengetahui komposisi, struktur dan fasa material yang telah diketahui.
Pada alat XRD diperlukan pula adanya filter. Perlunya filter yaitu untuk mendapatkan sinar yang semonokromatis mungkin yaitu K(a) dengan cara menghilangkan continuous spectrum dan K(b). Karena radiasi K(a) intensitasnya kuat sehingga kurva yang dihasilkan menghasilkan peak dengan intensitas yang tinggi pula.
ANALISIS DATA
Sinar X Valid Untuk Menentukan Struktur Kristal
Kita dapat mengetahui bahwa sinar X sangat valid untuk menentukan struktur kristal dengan melihat berdasarkan panjang gelombang yang dimiliki oleh sinar X dan melalui hukum Bragg.
Faktor Utama Timbulnya Sinar X
Ada 3 faktor utama yang menyebabkan timbulnya sinar X, seperti :
Sumber elektron
Sumber elektron penting karena elektron lah yang akan ditembakkan ke material target yang akan memantulkan sinar X yang kita inginkan
Beda potensial
Beda potensial merupakan faktor utama dihasilkan sinar X karena elektron akan bergerak jika ada beda potensial yang tepat sehingga elektron dapat terpantul oleh material target. Beda potensial ini harus besar karena akan ada fenomena accelerating oleh elektron ketika menumbuk material target. Beda potensial yang dibutuhkan untuk menghasilkan sinar X adalah antara 30000-50000 Volt.
Material target
Penting untuk memantulkan elektron guna menghasilkan sinar X.
Bagian-bagian dan Fungsi dari X-ray Tube
Bagian-bagian dan fungsi pada alat X-ray tube adalah:
Sumber tegangan : untuk menghasilkan beda potensial untuk penembakan elektron ke material target (beda potensial yang dibutuhkan 30000-50000 volt)
Material target : untuk memantulkan elektron yang ditembakkan yang akan menghasilkan sinar X yang kita inginkan
Pendingin : untuk mendinginkan material target karena material target akan menyerap 99% dari beda potensial yang dibawa elektron saat ditembakkan sehingga material target akan sangat panas dan untuk menghindari material target meleleh digunakan pendingin ini.
Filter : untuk mengubah sinar yang polikromatis menjadi monokromatis
Sampel : Material yang akan kita ketahui karakterisasinya
Cara Terjadinya Sinar X
Sinar X dapat terbentuk karena adanya elektron yang dihasilkan oleh sumber tegangan yang akan menghasilkan beda potensial untuk menembakkan elektron ke material target kemudian material target akan memantulkan panjang gelombang yang akan disebut sinar X.
Bragg Law
Bragg law dapat terjadi pada crystal terutama dengan struktur crystal polikristal. Kita dapat melihat bahwa hukum Bragg terjadi pada polikristal lewat adanya sinar yang datang dengan panjang gelombang berbeda tetapi dapat terjadi fenomena destructive inteference yang menyebabkan hilangnya panjang-panjang gelombang yang berlawanan dengan kemungkinan sangat besar. Oleh sebab itu akan dihasilkan satu sinar saja yaitu yang saling menguatkan lewat fenomena constructive inteference. Dan Bragg law akan berhasil bila sinar tersebut mengalami difraksi sebab asumsi yang digunakan hukum Bragg adalah jarak antar kisi crystal, sudut datang dan pantul adalah sama.
Scattering
Pada saat difraksi sinar X ini akan ada fenomena scattering yang disebabkan oleh sifat natural dari atom atau crystal. Atom akan mengalami scattering dengan penyebaran sinar X yang sangat banyak karena pada atom tidak terjadi fenomena destructive interference ataupun constructive interference. Sedangkan pada crystal akan ada scattering juga tetapi akan terjadi destructive atau constructive yang menyebabkan scattering hanya dalam jumlah kecil bahkan pada policrystal akan terjadi difraksi karena destructive akan terjadi secara sempurna.
Constructive dan Destructive Inteference
Constructive Inteference adalah fenomena dimana terdapat dua atau lebih panjang gelombang yang sama nilai dan letaknya yang akan saling menguatkan sehingga panjang gelombangnya akan menjadi 2 atau 3x semula.
Destructive Inteference adalah fenomena dimana terdapat dua atau lebih panjang gelombang yang berbeda nilai dan letaknya yang akan saling menghilangkan.
Broadened of Peak
Ada beberapa hal yang menyebabkan adanya broadened of peak, seperti :
Karena tidak paralelnya sinar yang datang ke sample. Jadi sinar-sinar tersebut tidak dapat di destructive secara sempurna dan lebih banyak panjang gelombang atau sinar X yang dikuatkan (di constructive) sehingga akan muncul peak-peak yang berdekatan dan dengan intensitas berbeda yang akan terbaca atau terlihat di kurva seperti di bawah ini. Dan gambar tersebut yang disebut dengan broadening of peak.
Tidak monokromatiknya sinar yang menembak sampel juga dapet menyebabkan timbulnya broadening of peak. Hal tersebut terjadi karena bila sinar polikromatik yang ditembakkan kepada sample maka akan ada beda lamda λ sehingga pergeseran 2θ akan sangat kecil dan menyebabkan juga tidak terjadinya destructive yang merata sehingga kembali timbulnya broadening of peak.
Small size crystal dan large size crystal juga salah satu penyebab adanya broadening of peak. Maksudnya adalah perbedaan antar struktur crystal sangat berpengaruh besar terhadap hasil yang ditampilkan pada kurva. Misalnya pada small size crystal kita dapat melihat bahwa ada kemungkinan terjadinya destructive interference tetapi sedikit dan lebih dominant terjadinya constructive interference, jika dibandingkan dengan large size crystal maka jelaslah berbeda di large size crystal karena banyaknya jumlah crystal maka banyak sekali kemungkinan untuk terjadinya destructive dan hal tersebut akan membuat terjadinya satu sinar aja (difraksi) maka hasilnya akan baik, tidak seperti pada small size crystal akan terjadi broadening of peak karena akan didapat kurva dengan jarak peak yang berdekatan.
TUJUAN PRAKTIKUM
Memahami kegunaan XRD (X-Ray Diffraction) sebagai teknik karakterisasi material.
Memahami cara mengolah / menganalisis hasil XRD untuk mendapatkan komposisi dan % komposisi material yang telah dianalisis.
DASAR TEORI
X-Ray adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang kurang dari 10 Angstroms atau 10-8cm. Medan elektromagnet yang dihasilkan oleh radiasi tersebut bertumbukan dengan elektron pada permukaan material yang di uji menghasilkan difraksi sinar X. Fenomena difraksi yang terjadi merupakan akibat dari adanya struktur periodik dari material. Dengan kata lain fenomena hamburan (scattering) sinar X, saat sinar X berinteraksi dengan kristal yang membentuk suatu material yang pada arah dan sudut tertentu beriterferensi positif sehingga terjadi intensitas yang tinggi. Fenomena ini dapat dimanfaatkan untuk mengidentifikasi material yang belum diketahui ataupun untuk mendapatkan komposisi, struktur dan fasa dari suatu material yang telah diketahui.
Peralatan XRD terdiri dari:
Sumber radiasi (katoda)
Material target (anoda)
Be window
Sampel
Detektor
Katoda memancarkan / membangkitkan elektron dengan cara memberi arus pada filamen. Elektron diarahkan oleh focusing cup pada katoda dan dipercepat geraknya dengan memberikan DV. Elektron akan menumbuk material target / anoda dan menghasilkan X-ray (contoh material target: Cu), elektron menembak Cu, kemudian elektron pada Cu akan terhambur keluar / eksitasi. Keadaan tersebut tidak stabil maka elektron pada kulit sebelahnya akan menempati posisi elektron yang tereksitasi, dan besar energi untuk transisi ini disebut X ray.
K(a) = X ray yang diemisikan untuk pindah dari kulit L ke K.
K (b) = X ray yang diemisikan untuk pindah dari kulit M ke K
Difraksi X-ray bekerja berdasarkan Hukum Bragg:
dimana,
n = orde reaksi
λ = panjang gelombang
d = jarak penembakan sinar
θ = sudut yang dibentuk
Dari persamaan di atas dapat diketahui nilai dari d-spacing dan dapat digunakan untuk melakukan pemberian indeks bidang kristal berdasarkan persamaan :
dimana,
a = panjang kisi kristal
d = jarak antar bidang kristal
h,k,l = indeks bidang kristal
Setelah indeks bidang diketahui (h,k,l) maka jenis sel satuan dapat ditentukan.
Intensitas sinar-x akan terabsorpsi apabila sinar-X tersebut melewati suatu material. Besarnya absorpsi sangat bergantung dari jenis serta ketebalan dari material. Besarnya absorpsi dapat dihitung berdasarkan perumusan berikut :
Dimana,
Ix = Intensitas setelah melewati sampel
Io = Intensitas mula-mula
μ/ρ = Koefisien absorpsi massa (cm2/g)
ρ = Densitas (gr/cm3)
x = Ketebalan material (cm)
Pada kurva I - 2q terdapat peak-peak yang spesifik untuk tiap material. I menunjukan kadar komposisi material yang dianalisis. Sedangkan 2q mengidentifikasi material dengan cara memperoleh jarak kisi (d-spacing) kristal. D–spacing untuk tiap material berbeda satu dengan yang lainnya. Atas dasar tersebut sinar X dapat digunakan untuk mengidentifikasi material yang belum diketahui dan mengetahui komposisi, struktur dan fasa material yang telah diketahui.
Pada alat XRD diperlukan pula adanya filter. Perlunya filter yaitu untuk mendapatkan sinar yang semonokromatis mungkin yaitu K(a) dengan cara menghilangkan continuous spectrum dan K(b). Karena radiasi K(a) intensitasnya kuat sehingga kurva yang dihasilkan menghasilkan peak dengan intensitas yang tinggi pula.
ANALISIS DATA
Sinar X Valid Untuk Menentukan Struktur Kristal
Kita dapat mengetahui bahwa sinar X sangat valid untuk menentukan struktur kristal dengan melihat berdasarkan panjang gelombang yang dimiliki oleh sinar X dan melalui hukum Bragg.
Faktor Utama Timbulnya Sinar X
Ada 3 faktor utama yang menyebabkan timbulnya sinar X, seperti :
Sumber elektron
Sumber elektron penting karena elektron lah yang akan ditembakkan ke material target yang akan memantulkan sinar X yang kita inginkan
Beda potensial
Beda potensial merupakan faktor utama dihasilkan sinar X karena elektron akan bergerak jika ada beda potensial yang tepat sehingga elektron dapat terpantul oleh material target. Beda potensial ini harus besar karena akan ada fenomena accelerating oleh elektron ketika menumbuk material target. Beda potensial yang dibutuhkan untuk menghasilkan sinar X adalah antara 30000-50000 Volt.
Material target
Penting untuk memantulkan elektron guna menghasilkan sinar X.
Bagian-bagian dan Fungsi dari X-ray Tube
Bagian-bagian dan fungsi pada alat X-ray tube adalah:
Sumber tegangan : untuk menghasilkan beda potensial untuk penembakan elektron ke material target (beda potensial yang dibutuhkan 30000-50000 volt)
Material target : untuk memantulkan elektron yang ditembakkan yang akan menghasilkan sinar X yang kita inginkan
Pendingin : untuk mendinginkan material target karena material target akan menyerap 99% dari beda potensial yang dibawa elektron saat ditembakkan sehingga material target akan sangat panas dan untuk menghindari material target meleleh digunakan pendingin ini.
Filter : untuk mengubah sinar yang polikromatis menjadi monokromatis
Sampel : Material yang akan kita ketahui karakterisasinya
Cara Terjadinya Sinar X
Sinar X dapat terbentuk karena adanya elektron yang dihasilkan oleh sumber tegangan yang akan menghasilkan beda potensial untuk menembakkan elektron ke material target kemudian material target akan memantulkan panjang gelombang yang akan disebut sinar X.
Bragg Law
Bragg law dapat terjadi pada crystal terutama dengan struktur crystal polikristal. Kita dapat melihat bahwa hukum Bragg terjadi pada polikristal lewat adanya sinar yang datang dengan panjang gelombang berbeda tetapi dapat terjadi fenomena destructive inteference yang menyebabkan hilangnya panjang-panjang gelombang yang berlawanan dengan kemungkinan sangat besar. Oleh sebab itu akan dihasilkan satu sinar saja yaitu yang saling menguatkan lewat fenomena constructive inteference. Dan Bragg law akan berhasil bila sinar tersebut mengalami difraksi sebab asumsi yang digunakan hukum Bragg adalah jarak antar kisi crystal, sudut datang dan pantul adalah sama.
Scattering
Pada saat difraksi sinar X ini akan ada fenomena scattering yang disebabkan oleh sifat natural dari atom atau crystal. Atom akan mengalami scattering dengan penyebaran sinar X yang sangat banyak karena pada atom tidak terjadi fenomena destructive interference ataupun constructive interference. Sedangkan pada crystal akan ada scattering juga tetapi akan terjadi destructive atau constructive yang menyebabkan scattering hanya dalam jumlah kecil bahkan pada policrystal akan terjadi difraksi karena destructive akan terjadi secara sempurna.
Constructive dan Destructive Inteference
Constructive Inteference adalah fenomena dimana terdapat dua atau lebih panjang gelombang yang sama nilai dan letaknya yang akan saling menguatkan sehingga panjang gelombangnya akan menjadi 2 atau 3x semula.
Destructive Inteference adalah fenomena dimana terdapat dua atau lebih panjang gelombang yang berbeda nilai dan letaknya yang akan saling menghilangkan.
Broadened of Peak
Ada beberapa hal yang menyebabkan adanya broadened of peak, seperti :
Karena tidak paralelnya sinar yang datang ke sample. Jadi sinar-sinar tersebut tidak dapat di destructive secara sempurna dan lebih banyak panjang gelombang atau sinar X yang dikuatkan (di constructive) sehingga akan muncul peak-peak yang berdekatan dan dengan intensitas berbeda yang akan terbaca atau terlihat di kurva seperti di bawah ini. Dan gambar tersebut yang disebut dengan broadening of peak.
Tidak monokromatiknya sinar yang menembak sampel juga dapet menyebabkan timbulnya broadening of peak. Hal tersebut terjadi karena bila sinar polikromatik yang ditembakkan kepada sample maka akan ada beda lamda λ sehingga pergeseran 2θ akan sangat kecil dan menyebabkan juga tidak terjadinya destructive yang merata sehingga kembali timbulnya broadening of peak.
Small size crystal dan large size crystal juga salah satu penyebab adanya broadening of peak. Maksudnya adalah perbedaan antar struktur crystal sangat berpengaruh besar terhadap hasil yang ditampilkan pada kurva. Misalnya pada small size crystal kita dapat melihat bahwa ada kemungkinan terjadinya destructive interference tetapi sedikit dan lebih dominant terjadinya constructive interference, jika dibandingkan dengan large size crystal maka jelaslah berbeda di large size crystal karena banyaknya jumlah crystal maka banyak sekali kemungkinan untuk terjadinya destructive dan hal tersebut akan membuat terjadinya satu sinar aja (difraksi) maka hasilnya akan baik, tidak seperti pada small size crystal akan terjadi broadening of peak karena akan didapat kurva dengan jarak peak yang berdekatan.
0 komentar:
Posting Komentar