LAPORAN PENELITIAN

PENGARUH TINGKAT PENYINARAN SINAR-X TERHADAP INTENSITAS PHOTO-STIMULATED LUMINESCENCE (PSL)

DARI F-CENTER PADA KRTSTAL NaCI

LF$lrlK!.SI . - Oleh :

Dra. Ratnawulan, MSi (Keca Tim Peneliti)

Penelitian ini dibiayai oleh : Dana Rutin Universitas Negeri Padang

Tahun Anggaran 2000 Surat perjanjian kerja Nomor : 14981K 12/KU/Rutin/2000

Tanggal 1 Mei 2000

UNIVERSITAS NEGEM PADANG 2000

PENGARUH TLVGKAT PENYINARAN SNAR-X TERHADAP

IiVTEiVSITAS PHOTO-STIIMUL,~ TED LIMNESCENC'E (PSL) DARI F-

, CENTER PADA KRISTAL NaCl

PERSONALIA PENELITLQN Ketua: Dra. Ratnawulan, MSi

Anggota : Drs. Ahmad Fauzi, MSi

Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki pengaruh tingkat penyinaran

sinar-X terhadap intensitas Photo Stimulated Luminescence (PSL)dari F-center

pada kristal NaCl. F-center diperoleh dengan cara menyinari knstal NaCl dengan

radiasi sinar-X. Alat yang digunakan untuk menstimulasi F-center dari kristal

NaCl adalah laser He-Ne sedangkan untuk mencatat intensitas PSL adalah Lus

meter.

Intensitas PSL yang diperoleh dalam setiap tingkat penyinaran oleh sinar-

X, kemudian untuk memudahkan interpretasi dibuat grafik intensitas PSLterhadap

tingkat penyinaran sinar-X. Untuk melihat kecendrungan garis pada grafik

digunakan kurva fifting least-squares. Dari kurva di analisa tingkat penyinaran

sinar-X terhadap intensitas PSL dan kemudian disimpulkan pada tingkat

penyinaran berapa intensitas PSL maksimum.

Hasil penelitian ini menemukan intensitas relatif dari PSL adalah linear

terhadap tingkat penyinaran 200k-600k.Untuk tingkat penyinaran yang lebih

tinggi ketidaklinearan tidak dapat diabaikan.Tingkat penyinaran dimana intensitas

PSL dari F-center paling besar, belum bisa ditafsirkan, karena perlu dinaikkan

tingkat penyinaran selanjutnya.

PENGANTAR

Kegiatan penelitian merupakan bagian dari darma perguruan tinggi, di samping pendidikan dan pengabdian kepada masyarakat. Kegiatan penelitian ini harus dilaksanakan oleh Universitas Negeri Padang yang dike rjakan oleh staf akademikanya ataupun tenaga fungsional laimya dalam rangka meningkatkan mutu pendidikan, melalui peningkatan mutu staf akademik, baik sebagai dosen maupun peneliti.

Kegiatan penelitian mendukung pengembangan ilmu serta terapannya. Dalarn ha1 ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha mendorong dosen untuk melakukan penelitian sebagai bagian yang tidak terpisahkan dari kegiatan mengajarnya, baik yang secara langsung dibiayai oleh dana Universitas Negeri Padang maupun dana dari surnber lain yang relevan atau beke rja sama dengan instansi terkait. Oleh karena itu, peningkatan mutu tenaga akademik peneliti dan hasil penelitiannya dilakukan sesuai dengan tingkatan serta kewenangan akademik peneliti.

Kami menyambut gembira usaha yang dilakukan peneliti untuk menjawab berbagai permasalahan pendidikan, baik yang bersifat interaksi berbagai faktor yang mempengaruhi praktek kependidikan, penguasaan materi bidang studi, ataupun proses pengajaran dalam kelas yang salah satunya muncul dalam kajian ini. Hasil penelitian seperti ini jelas menarnbah wawasan dan pemahaman kita tentang proses pendidikan. Walaupun hasil penelitian ini mungkin masih menunjukkan beberapa kelemahan, namun kami yakin hasilnya &pat dipakai sebagai bagian dari upaya peningkatan mutu pendidikan pada umumnya Kami mengharapkan di masa yang akan datang semakin banyak penelitian yang hasilnya dapat langsung diterapkan dalam peningkatan dan pengembangan teori dan praktek kependidikan.

Hai l penelitian ini telah ditelaah oleh tim pereviu usul dan laporan penelitian Lembaga Penelitian Univmitas Negeri Padang, yang dilakukan secara "blind reviewing'. Kemudian .untuk tujuan diserninasi, hasil penelitian ini telah diseminarkan yang melibatkan dosenftenaga peneliti Universitas Negeri Padang sesuai dengan fakultas peneliti. Mudah- mudahan penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pada umumnya, dan

- peningkatari mutu staf akademik Universitas Negeri Padang. . - , . . . . . -,

. . : - . Pada kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang membantu terlaksananya penelitian ini, terutarna kepada pimpinan lembaga terkait yang menjadi objek penelitian, responden yang menjadi sampel penelitian, tim pereviu Lembaga Penelitian dan dosen senior pada setiap fakultas di lingkun& Universitas Negeri Padang yang menjadi pembah& utarna dalam seminar peneliian. Secara khusus kami menyampaikan terima kasih kepada Rektor Universitas Negeri Padang yang telah berkenan memberi bantuan pendanaan bagi penelitian ini. Kami yakin tanpa dedikasi dan ke jasama yang te jalin selarna ini, penelitian ini tidak akan dapat diselesaikan sebagaimana yang diharapkan dan semoga ke rjasama yang baik ini akan menjadi lebih baik lagi di masa yang akan datang.

Terima kasih.

' . Prof. Drs. Kumaidi, MA., Ph.D. I , -. -' '. \ - . ,

. . . . ' - NIP 13060523 1

. .. .. . -

DAFTAR IS1

ABSTRAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DAFTARISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DAFTA!AGAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DAFTARTABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

BAB I PENDAHLnUAN

A. Latar Belakang Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B. Rumusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

C. Pembatasan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

D. Kegunaan Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . .

BAB 11 KGTlAN PUSTAKA

A. Ketidaksempurnaan dalam Kristal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B. F-Center dan Faktor yang mempengaruhinya. . . . . . . . . . . . .

BAE3 m METODOLOG1 PErnLITLAN

A.Sampe1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B. lnstrumentasi Penelitian.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - - . .

C. Teknik Pengumpulan Data . . . . . . . . , . . . , . . . . . . . . . . . . . . D. Teknik Analisis Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

BAB IV HASIL PENELITTAN DAN PEMBPLHPcSAN

A. Hasil Penelitian dan Pembahasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A.Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B.Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DAFTAR PUSTAKA

Gabc 1

Gambar 2

Gambar 3

Gambar 4

Gaabar 5

Gambar 6

Ganlbar 7

Gmbar 8

Gambar 9

hai .

Cacat Frenkel dan cacat Schottky .................... 4

E, Cacat Ketidakmurnian Kimia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y

. Fembentuk,ul Tingkat Elektronik pada kr is t -a1 fJaC1.. .G

F-Center Menurut Model de Boer ...................... 7

Pkkanisme Photo Stimulated Lriinescenc:e. ........... .S

Rangkaian Alat Untuk Mengukw In tens i t as d a r i PSL ... 9

Hasil Difraksi Laue k r i s t a l NaC1 ................... 12

Hasil X-RD k r i s t a l NaC1 ............................ 13

Grafik I n t ens i t a s PSL terhadap Tingkat Penyinaran

Sinu-X ............................................ 15

ha1 .

Tabel 1. Hasil Pengarnatan Intensitas FSL ttrhadap

Tingkat Penyinaran sinar-X .......................14

BLAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Sebagai persiapan untuk menghadapi abad teknologi yang akan mewarnai

abad ke-21, penemuan dan perancangan detebor-detektor baru dari material-

material kristal merupakan salah satu peristiwa yang sangat penting. Dewasa ini

dalam bidang knstallografi tengah dikembangkan sejenis detektor baru yang

dikenal dengan nama pelat bayangan (imaging plate). Detektor tersebut terbuat

dari bahan knstal golongan alkali halida. Keunggulan detektor pelat bayangan

ialah marnpu merekam bayangan pada suhu yang sangat rendah dan dapat

menghasilkan foto tiga dimensi serta dapat ditampilkan di layar komputer.

Beberapa pemanfaatan pelat bayangan antara lain dibidang kedokteran

pelat bayangan digunakan sebagai pengganti film dalam pengambilan foto

Rontgen dirumah sakit (Arnemiya, dkk, 1988). Di bidang struktur bahan, pelat

bayangan digunakan untuk merekam pola-pola difraksi yang dihasilkan pada suhu

yang sangat rendah dimana detektor-detektor yang biasa tidak dapat merekarnnya

(Arnemiya, dkk, 1995). Dari beberapa keunggulan tadi, orang mulai melirik pelat

bayangan sebagai detektor masa depan.

Bahan dasar dari pelat bayangan ialah knstal garam alkali halida yang

dilapisi plastik fleksibel. Bila knstal alkali halida menyerap radiasi sinar-X yang

datang padanya, beberapa ion alkali terionisasi dan elektron-elektron akan

dibebaskan ke pita konduksi. Elektron-elektron tersebut terperangkap pada suatu

lapisan kuasistabel yang disebut F-center yaitu pusat-pusat warna pada knstal

disebabkan adanya lowongan-lowongan (Ashroft,l976). Karena proses

luminescensi maka kristal tersebut akan benvama.

Bila kristal yang telah mengalami F-center disinari dengan cahaya tampak

seperti sinar laser He-Ne, maka elektron-elektron yang terperangkap pada F-

center dibebaskan kembali ke pita konduksi dan kemudian transisi ke pita valensi

menjadi ion-ion alkali sambil memancarkan radiasi yang dinamakan '.pl~oro-

srimzilated luminescence fPSL)". Jika sinar-X yang diserap kristal alkali halida

tersebut merupakan hasil dari foto Rontgen maupun peristiwa difraksi maka

radiasi PSL yang dipancarkan kristal alkali halida akan mengandung seluruh

informasi dari sinar-X hasil dari foto Rontgen maupun dari peristiwa difraksi.

Untuk mengolah informasi yang dibawa oleh PSL ini maka intensitas dari

PSL ini haruslah sebesar mungkin agar mudah dianalisa. Hal ini merupakan

bidang penelitian yang terus dikembangkan dalam dunia kristalografi. Penelitian-

penelitian yang telah dilakukan pada umurnnya diarahkan dalam merancang suatu

alat yang bisa memperkuat intensitas PSL yang keluar dari knstal alkali halida.

Adakalanya alat yang dihasilkan tersebut pemasangannya lebih rumit dari pada

desain dari pelat bayangan itu sendiri. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan

dicoba alternatif lain untuk meningkatkan intensitas PSL dari kristal alkali halida

yaitu dengan mencoba mengatur tingkat penyinaran dengan sinar-X sewaktu

membuat F-centers pada knstal alkali halida. Sebagai sarnpel dari kristal alkali

halida digunakan kristal NaCl (Natrium Clorida).

B. Rumusan Masalah

Permasalahan dalam penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh tingkat penyinaran sinar-X terhadap intensitas PSL dari

F-center pada kristal NaCI.

2. Pada tingkat penyinaran berapakah diperoleh intensitas PSL dari F-center

paling besar.

C. Pembatasan Masalah

1 . Kristal NaCl dapat dibedakan atas kristal tunggal dan kristal Powder (bubuk).

Dalam penelitian ini dibatasi pada 'kristal tunggal.

2. Tingkat penyinaran sinar-X dibatasi pada jumlah foton sinar-X yang masuk ke

kristal NaCl persatuan luas.

D. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1 . Mengetahui pengaruh tingkat penyinaran sinar-X terhadap intensitas PSL dari

F-center pada kristal NaCI.

2. Mengetahui pada tingkat penyinaran berapa intensitas PSL dari F-center

paling besar.

E. Kegunaan Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan beragma antara lain :

1. Memberikan sumbangan pemikiran dalam kemajuan ilmu dan teknologi

khususnya dalarn bidang fotografi dan kristalografi.

2. Menggalakkan peneli tian-penelitian murni dalarn bidang fisika

3. Sebagai altematif bagi model pengembangan sliripsi mahasiswa jurusan Fisika

UNP khusuny a di bidang non-kependidkan.

BAB I1

U.JLAN PUSTAKA

A. Ketidaksempurnaan dalam Kristal

Dalam keadaan sesungguhnya tidak ada knstal dengan struktur sempurna,

didalam lmstal akan ditemukan tempat-tempat dimana te jadi diskontiniutas

didalam keberkalaan strukturnya. salah satu diskontiniutas adalah lowongan-

lowongan yang sebetulnya diisi dengan atom-atom yang membentuk kisi-kisi

knstal tersebut. Lowongan-lowongan semacam ini dalam kristal alkali halida

menimbulkan adanya tingkat-tingkat energi elektronik yang dapat diamati sebagai

s p e h ~ u m absorbsi.

Kristal-kristal alkali halida memperlrhatkan konduktivitas elektrolit pada

suhu tinggi, ha1 ini ternyata juga dijumpai dalam kristal-kristal polar lainnya.

Frenkel adalah orang yang pertama mengemukakan bahwa konduktivitas dapat

terjadi bila ada gerak muatan ketidaksempurnaan dalam kristal yang sempurna

(Ashrofi, 1976). Bila kation dan anion karena suatu proses seperti penyinaran,

berpindah dari letak mereka yang biasa dalam kisi keposisi sisipan, maka

te jadilah lowongan dalam kisi. Ketidak sempurnaan yang te rjadi dikenal sebagai

cacat Frenkel.

Lowongan dapat juga terbentuk secara lain dimana baik kation maupun

anion pindah dari posisinya di dalam kristal kesuatu posisi pada lapisan baru pada

permukaan knstal. kation dan anion tersebut membentuk lapisan baru pada

permukaan kristal. Ketidaksempurnaan yang terjadi seperti ini dikenal sebagai

cacat Schottky. Kedua cacat kristal diatas dapat dilihat pada Gambar 1.

Lowongan ion-ion dapat pula te jadi karena adanya ketidakmurnian kimia.

Contoh dari ha1 ini dapat ditunjukkan dalam Gambar 2, dimana tergambar suatu

kristal polar berdimensi dua, dengan ion-ion yang monoataom

Gambar 2. Cacat ketidakrnurnian kimia

Beberapa kation diganti secara sebarang oleh ion ketidakrnurnian positif

yang divalen. Dengan mensubstitusikan kation divalen untuk ion monovalen maka

terjadilah muatan yang berlebih didalam kristal. Dengan jumlah muatan listrik

tetap netral, maka ion-ion negatif yang berlebihan berkombinasi secara sisipan.

Kenetralan muatan listrilc total dapat juga dicapai bila lowongan-lowongan ion

positif terbentuk pada kisi.

Pada knstal terdapat beberapa macam cacat kisi seperti lowongan dan

sisipan. Cacat-cacat kisi ini merubah distribusi muatan listrik dan karena itu juga

tingkat-tingkat elektronik disekitar cacat tersebut. Sebagai contoh yang sederhana

dapat diambil lowongan ion positif (Na+) pada kisi kristal NaC1. Elektron-

elektron 3p dari ion yang letaknya berdekatan dengan lowongan-lowongan

tersebut tidak terikat kuat sebagaimana biasanya, karena sekarang lowongan ion

positif bertindak sebagai " muatan" yang negatif karena itu elektron-elektron

tersebut lebih mudah terionisasi atau tereksitasi dibandingkan dengan elektron-

elektron 3p dari ion CI- yang normal, yaitu yang tidak berdekatan dengan suatu

lowongan. Dalam suatu skema pita energi electron terluar dari ion-ion C1- y a y

tidak normal terletak sedikit diatas batas atas pita valensi. Tingkat-tingkat ini

ditandai dengan garis-garis pendek, yang berarti itu hanya merupakan "localized

state". Disetiap lowongan ion positif ada enarn garis seperti itu, karena ada enam

ion Cl- yang mengelilingi setiap lowongan. Keadaan disekeliling ion C1- dapat

diterangkan dengan cara yang sama. Elektron terluar dari ion ~ a + yang tidak

normal terletak sedikit dibawah dari batas bawah pita konduksi (Gambar 3).

- 4- - 4- - 'a P i t a kon u!rsi .. C - f

- B

.- A + - f

4- - C .- - + - C A

F i - B U B -

E Pi ta v a l e m i - + - C . '-,. \, .-, , I . .

4- .. f - ( a > ( b ) -

Gambar 3. Pembentukan Tingkat Elektronik pada kristal NaCl

B. F-center dan Faktor yang Mempengaruhi

F-center adalah pusat warna yang sederhana. Model F-center yang sesuai

dengan pengamatan gejala fisis yang sudah diketahui dapat dilihat dalam Gambar

4. Model ini diusulkan oleh de Boer (Kittel, 1996). Dalam model ini gejala-gejala

fisis tersebut dihubungkan dengan elektron yang terikat pada lowongan yang

mempunyai muatan efektif yang positif. Elektron dari atom alkali yang tidak

terikat pada atom mengalami migrasi dalam kristal dan terperangkap pada

lowongan tempat ion negatif.

Gambar 4. F-center menurut Model de Boer

Pita absorbsi kristal alkali halida tanpa cacat terletak pada daerah ultra

violet. Kebanyakan h s t a l alkali halida tidak berwarna. Apabila ada cacat kisi

dalam kristal tersebut, tejadilah localized energy state yang baru, seperti

umpamanya pada F-center. Pita absorbsi dari F-center te jadi karena transisi

elektron F-center ketingkat eksitasi yang terletak dibawah pita konduksi.

F-center dapat diperoleh dengan beberapa cara, salah satunya adalah

pendedahan pada radiasi mengion. Radiasi mengion merupakan sumber yang

dapat mengenerasikan elektron dan hole bebas didalam kristal. Radiasi mengion

berbentuk foton mempunyai energi sekitar 10 eV, sinar-X lunak disekitar 10 KeV

sampai dengan 60 KeV dan sinar gamma mempunyai energi disekitar 1,25 MeV.

Surnber sinar-X mempunyai spektrum energi yang lebar, koefisien

absorbsi foton sangat tergantung pada energi foton tersebut. Tumbukan yang

te jadi secara langsung dapat menyisipkan ion dari tempatnya semula. Lowongan

inilah yang dapat berintegrasi dengan eksiton seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Kristal alkali halida yang mempunyai F-center yang didapat dengan cara ini akan

benvarna tergantung dari jenis kristalnya. Warna yang tejadi pada kristal

disebabkan oleh proses luminesensi. Warna adalah sebanding dengan jumlah

lowongan yang ditimbulkan oleh sinar-X, dari warna dapat diamati bahwa

intensitas berkurang secara eksponensial terhadap jarak dari permukaan kristal.

Jadi dapat disimpulkan bahwa jumlah lowongan yang tejadi merupakan fungsi

eksponensial dari jarak terhadap pennukaan kristal. Pendedahan kristal alkali

halida terhadap radiasi mengion menghasilkan lebih dari satu pusat wama.

Ketika kristal alkali menyerap energi sinar-X, maka kristal dapat

menyimpan fraksi energi dalam bentuk pusat-pusat warna. Bila kemudian kristal

disinari dengan cahaya tampak, maka akan dipancarkan radiasi yang dikenal

sebagai "photo-stimulatied luminescence (PSL)".

Mekanisme dari PSL dapat diterangkan dengan bantuan diagram tingkat

energi yang diperlihatkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Mekanisme photostimulatied luminescence (PSL)

(Kuroiwa,dkk, 1995)

Ketika pelat bayangan menyerap radiasi sinar-X yang datang padanya, beberapa

dari ion pindah dari letak kisi periodik dan elektron-elektron yang dibebaskan ke

pita konduksi terperangkap pada lapisan kuasistabel dari F-centers (sejenis pusat

wama) yang disebabkan kekosongan ion-ion tadi . Dengan melakukan penyinaran

dengan cahaya tampak (sinar laser He-Ne), elektron-elektron yang terperangkap

pada F-centers dibebaskan dari pita konduksi dan kemudian tereksitasi kepita

valensi sambil memancarkan radiasi PSL. Radiasi PSL ini dipancarkan sebagai

sebagai konsekuensi dari transisi elektron dari pita konduksi ke pita valensi.

Bayangan sisa (residual) dapat dihapus dengan cara menyinari ulang pelat

bayangan dengan cahaya tampak dosis besar.

C

Pompa

i - Kristal Pusat Lurninesensi

BAB ILI

METODE PENELITL48

A. Sampel

Sampel yang digunakan pada penelitian ini ialah kristal tunggal NaCl

(Natrium Clorida) benvarna bening. Ukuran kristal adalah 25x4 mm dan dipesan

di Belanda.

B. Instrumentasi Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah

1. Unit sinar-X yang terdiri dari:

a). Pesawat sinar-X

b). Transformator

2. Unit laser He-Ne 0,5 mW

3. Power Supplay

4. Lux meter

5. Jangka Sorong

Alat yang dipakai mengukur intensitas PSL adalah hasil gabungan antara

Power Suplay, Unit laser He-Ne dengan luxrneter seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 6 ~r i s ta l

Garnbar 6. Rangkaian alat untuk mengukur Intensitas dari PSL

Laser He-Ne dihubungkan dengan Power-Supplay untuk mendapatkan

penyinaran yang stabil. Kemudian sinar-laser yang merupakan cahaya tampak

ditembakkan pada kristal NaCl yang telah disinari dengan sinar-X. Akibatnya

kristal akan memancarkan radiasi PSL yang intensitasnya diukur dengan bantuan

Lux meter

- Power supply PLN - Laser He Ne

-

-

C. Teknik Pengumpulan Data

Adapun langkah-langkah dalam pengumpulan data penelitian adalah

sebagai berikut :

1. Mencek Kristal NaCl apakah kristal tunggal atau bukan dengan

menggunakan Difraksi Laue. Tni perlu dilakukan untuk memilih teknik

pengambilan data selanjutnya, karena untuk kedua jenis knstal (tunggal

atau powder) akan berbeda teknik pengambilan datanya.

2. Membuat F-center pada kristal NaCl. Dalam penelitian ini, F-centers

didapat dengan meradiasikan kristal tunggal NaCl dengan sinar-X yang

tersedia dilaboratorium Fisika UNP Padang. Untuk menjamin agar

tegangan pada unit sinar-X berharga stabil maka digunakan transformator

yang langsung dihubungkan ketegangan PLN. Untuk mendapatkan

ketebalan rata-rata dan luas permukaan dari kristal tunggal NaCl

digunakan micrometer sekrup dengan ketelitian 0,05 mm. Sesuai dengan

tujuan penelitian yang menyelidiki pengaruh tingkat penyinaran sinar-X

terhadap intensitas PSL yang dipancarkan oleh kristal alkali halida, maka

penyinaran dengan sinar-X diatur sesuai dengan tingkat penyinaran yang

diingini. Untuk dapat menghasilkan F-center kita harus tahu dahulu berapa

intensitas minimum sinar-X yang dapat membuat cacat knstal dengan cara

menyinari kristal dengan sinar-X sampai dapat diamati intensitas puncak

hamburan

3. Pengukuran Intensitas PSL dari kristal alkali halida. Kristal alkali halida

yang sudah terbentuk F-centers didalamnya (ditandai dengan terjadinya

pewarnaan kristal tsb), bila kemudian disinari dengan cahaya tampak

Laser He-Ne, maka akan dipancarkan radiasi yang dikenal sebagai "photo-

stimulatied luminescence (PSL)". Intensitas PSL ini diukur dengan

bantuan Lux meter.

r- ' -

I. T i . ' ! 1'. . . i .,- [ ! I '

L..:.. -

4. Penghapusan kembali F-centers yang ada didalam kristal alkali halida

dengan cara menqinari kristal tersebut dengan cahaya tampak dosis tinggi

dan knstal NaCl bisa dipergunakan kembali.

5. Mengulangi langkah (2) yaitu pembuatan F-centers dengan meningkatkan

taraf penyinaran dengan sinar-X kemudian disinari dengan cahaya tampak

laser He-Ne dan mengukur intensitas PSL yang dipancarkan knstal alkali

halida.

6. Mengulangi langkah (4) dan ( 5 ) , sampai 5 kali sehingga didapatkan taraf

penyinaran dengan sinar-X dan men,oukur intensitas PSL yang

dipancarkan setelah disinari dengan cahaya tampak.

D. Teknik Analisis Data

Intensitas PSL yang diperoleh dalam setiap tingkat penyinaran oleh sinar-

X, kemudian supaya mudah diinterpretasi data-data ditabelkan. Kemudian

berdasarkan tabel dibuat grafik intensitas PSLterhadap tingkat penyinaran sinar-

X. Untuk melihat kecendrungan garis pada grafik digunakan kurva fifting least-

squares. Dari kurva di analisa tingkat penyinaran sinar-X terhadap intensitas PSL

dan kemudian dicari pada tingkat penyinaran berapa intensitas PSL maksimum.

I. IFssil y:mg ciidnp3tl<n11 dari Dilial<si h o e ciipzrolch (Garrib3r. 7). D x i spot

y n g bcrber;t?k soh.1 h111atxn itu dipnstilcnn snmplc addab I r i s h 1 h.mggal

(lidlau po!y krishl '(pov;dcr) &XI bcrbcnluk ciriciri prdih szjn dm spotl;j.;i

~ksn I.~er.l?e!ihk bola pecs11 k e t ~ ~ u t l i a i ~ prisat spokn~nrs bias leblh d x i satu

Kzsitrrjjulaup NC! 3daldi hiistal nu!gg:J.

Ganiissr 7 . IIasil dihks i Lnuc krishl NnCl Rondisi I'engambilan 30 n;\, 40 KIT selan~n 4 menit.

J ardc stunber kekrist;d 4 cln ( Ian Sulr~bet. Cu K~Y.

--- .- - --- . .. . --

2. Untuk mernbuat F-Centers perlu diketahui intensitas minuman pancaran

sinar-X, karena untuk sampel satu dengan yang lain intensitas

mini mumnya berbeda. Secara eksperiment intensi tas minimum bisa

diketahui dari grafik hasil X-RD (X-Ray Difraction) yang hasilnya dilihat

pada gambar 3

- . -*-- .

. . . . . - , . . , - . , ., , : t . .' . I. . , '

.c*:' - - . r . , . . . . . , _ _ I . .

Karena jenis X-RD nya menggunakan pencacah Geiger Counter maka

intensitas dihitung sebanding densan intensitas awal (tergantung dari

tegangan dan arus yang di supplay oleh mesin pembangkit X-Ray) 10 dan

lama penyinaran. Dan digrafik dibaca sebagai counts's (cacahan

partikevdetik).

Pada permulaan X-RD, NaCl ditembak pada jarak 4 cm dengan arus 20

MA dan tegangan 40 KV selama 4 menit, ternyata tidak cukup kuat untuk

menernbus kristal sehingga tidak diperoleh puncak-puncak seperti gambar

5. kemudian penyinaran htingkatkan lagi dengan arus 50 rnA dan tegagan

40 KV selama 5 menit, baru bisa diamati puncak-puncak tersebut.

Intensitas puncak alam semahn tinggi jika kristal di expose semakin lama,

atau semakin besar Io.

Jadi kesimpulannya dalam mengamati pengaruh tingkat penyinaran

sinar-X terhadap intensitas PSL, kita bisa memulai pembuatan F-Centers

dengan menembak kristal dengan harga intensitas yang terdapat dalam

grafik. Mulai dari 40k, 160k, 360k, 640k, lOOOk dimana setiap tingkat

penyinaran tersebut dilakukan pengambilan data intensitas PSL yang

diperoleh dengan menembak knstal dengan sinar tampak (laser He-Ne)

Hasil pengukuran data intensitas PSL pada setiap tingkat penyinaran

sinar-X dapat dilihat pada tabel 1 berikut :

Tabel 1. Hasil pengukuran intensitas PSL pada setiap tingkat penyinaran

Tingkat penyinaran

40 K

160 K - 360 K

640 K

1000 K

Intensitas

36,5 K

175 K

392 K

697 K

890 K

Dan secara grafik dapat dilihat seperti gambar 9 berikut ini.

Gambar 9. Grafik intensitas terhadap tingl<at penyinaran sinar-X

Dari 'graiik bisa kita tentukan intensitas relatif dari PSI adalah linear

terhadap tingkat penyinaran sinar-X. pada tingkat penyinaran yang lebih tinggi

yaitu pada harga intensitas 600K . ketidak linearan tidak dapat diabaikan.

D i 1 kspsi.ilileil cispat clisitlpulh~i:

1. Irdznsitas rda t i f dari PSL add,& linear terhadap ti115kai peryinaran 2Gt~k-

6OOk.

2. Untuk tingkrit pecyjnxan ymg letrih ti%% kctidsk-li~emm tidak dapat

di 33ai km.

3. Tingkat peeinaran dimam inkn5itas FSL dari F-ctrttcr paling besar, bcfurn

biss 15 tafsirkan, kartna per!u di~laikm tingliat peqimran sel a n j u w .

Samn :

1. Tjntuk mcngctahti tingkat perqinarsn dimam inkmitas PSL. dari F-ccntcr

y aling be sar di saran43n dm! n~nmlbah ti!%ht penyi mran dari sinx-X

2. Untuk mempzroleh hasil ying valid disarankan data diarhil ~u-ihlk 2

stmber simr-X yihi CUKE dan MoRF.

-4rnm$a? 'f., S a t c ~ ? Y.? ?~I&II~-I~!: T.. Ch3;~?:: J., V:di&q;:zhi* K., a d biivar3, Y., (1953), A Stornst: Phosphor Detcktor @nagkg Phtz) and its ~ G l i c d o n to Ditbction Studies Using Synchrotnn Kadiati~n_ C u r r a t Chemistry, 147, hd 121-143

Amemi.ja, Y., md hTi.jn_haa, J.. 03SS), h g k g Pldc ~umlnates mmy Fidds. Nsh~n, 336, hd 89 - 90,

Amem@% Y., M~tsus!?itx T., N&%FA's, A., Satow, Y., h33h3ra, and Cl@.aiva, (1988). Desigti and Perfomlance 0 f An b-q ing Plate System for X - R ~ J Difmcticjn Study. Nuclex Instnunalts and Methods UI Physics Research, A266, hd. 645 -653.

Ashroft, N.W., and Mm~lin, N, D., (1976), S olid State Physics, S m d e s C olle<e, Phifsdeip hia.

GeAd, C.F., and Whedqr, P.O., 1994, Applied Nurnerkd -A!ldysis, Addison- Wcslcy Publishing Company, New York.

Kittzl, C., 1996, Introduction to SoEd Stak Physics, John \Vilcy & Sons, Ncw Yo rk.

Kuroiwa. Y., Tamura, 1. Ohe, F.. Jidaisho, H.. Akiyatna, K.. and Noda. Y.. (1995). Development of a Low-Temperature X-ray D i k t o m z t e r with a Weisenberg Camera utilizing an Imaging Phte. J. Appli.Cryst.2S, h d 3 4 1 - 346.