Mikroskop elektron

15
7/21/2019 Mikroskop elektron http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 1/15 Mikroskop elektron Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Belum Diperiksa Diagram transmisi dari sebuah mikroskop elektron Mikroskop elektron adalah sebuah mikroskop yang mampu untuk melakukan pembesaran objek sampai 2  juta kali, yang menggunakan elektro statikdan elektro magnetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan gambar serta memiliki kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus daripada mikroskop cahaya. Mikroskop elektron ini menggunakan jauh lebih banyak energi dan radiasi elektromagnetik yang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya. Daftar isi  [sembunyikan1 enomena elektron 2 !enis"jenis mikroskop elektron o 2.1 Mikroskop transmisi elektron #$%M& 2.1.1 'ejarah penemuan 2.1.2 (ara kerj a 2.1.) *reparasi sediaan o 2.2 Mikroskop pemindai transmisi elektron #'$%M&

description

f

Transcript of Mikroskop elektron

Page 1: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 1/15

Mikroskop elektronDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Belum Diperiksa

Diagram transmisi dari sebuah mikroskop elektron

Mikroskop elektron adalah sebuah mikroskop yang mampu untuk melakukan pembesaran objek sampai 2

 juta kali, yang menggunakan elektro statikdan elektro magnetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan

gambar serta memiliki kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus

daripada mikroskop cahaya. Mikroskop elektron ini menggunakan jauh lebih

banyak energi dan radiasi elektromagnetik yang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya.

Daftar isi

  [sembunyikan] 

• 1 enomena elektron

• 2 !enis"jenis mikroskop elektron

o 2.1 Mikroskop transmisi elektron #$%M&

2.1.1 'ejarah penemuan

2.1.2 (ara kerja

2.1.) *reparasi sediaan

o 2.2 Mikroskop pemindai transmisi elektron #'$%M&

Page 2: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 2/15

o 2.) Mikroskop pemindai elektron #'%M&

2.).1 'ejarah penemuan

2.).2 (ara kerja

2.).) *reparasi sediaan

o 2.+ Mikroskop pemindai lingkungan elektron #%'%M&

2.+.1 'ejarah penemuan

2.+.2 (ara kerja

o 2. $ipe"tipe pengembangan

2..1 Mikroskop re-leksi elektron #%M&

2..2 Spin-Polarized Low-Energy Electron Microscopy #'*/%%M&

• ) $eknik pembuatan preparat yang digunakan pada mikroskop elektron

• + *embuatan -ilm dengan mikroskop %'%M

• (atatan

• 0 *ranala luar 

enomena elektron[sunting  sunting sumber ]

*ada tahun 123 ditemukan suatu -enomena di mana elektron yang dipercepat dalam suatu kolom

[elektromagnet], dalam suasana hampa udara #4akum& berkarakter seperti cahaya, dengan panjang

gelombang yang 133.333 kali lebih kecil dari cahaya. 'elanjutnya ditemukan juga bah5a medan

listrik dan medan magnet dapat berperan sebagai lensa dan cermin seperti pada lensa gelas dalam mikroskop

cahaya.

!enis"jenis mikroskop elektron[sunting  sunting sumber ]

Mikroskop transmisi elektron (TEM)[sunting  sunting sumber ]

Page 3: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 3/15

Mikroskop transmisi elektron #$ransmission electron microscope"$%M&adalah sebuah mikroskop elektron yang

cara kerjanya mirip dengan cara kerja proyektor slide, di mana elektron ditembuskan ke dalam obyek

pengamatan dan pengamat mengamati hasil tembusannya pada layar.

Sejarah penemuan[sunting  sunting sumber ]

'eorang ilmu5an bernama %rnst uska [1] menggabungkan penemuan ini dan membangun mikroskop

transmisi elektron #$%M& yang pertama pada tahun 1)1. 6ntuk hasil karyanya ini maka dunia ilmu

pengetahuan menganugerahinya hadiah *enghargaan 7obel dalam -isika pada tahun 180. Mikroskop yang

pertama kali diciptakannya adalah dengan menggunakan dua lensa medan magnet, namun tiga tahun

kemudian ia menyempurnakan karyanya tersebut dengan menambahkan lensa ketiga dan mendemonstrasikan

kinerjanya yang menghasilkan resolusi hingga 133nanometer  #nm& #dua kali lebih baik dari mikroskop cahaya

pada masa itu&.

Cara kerja[sunting  sunting sumber ]

Mikroskop transmisi eletron saat ini telah mengalami peningkatan kinerja hingga mampu menghasilkan resolusi

hingga 3,1 nm #atau 1 angstrom& atau sama dengan pembesaran sampai satu juta kali. Meskipun banyak

bidang"bidang ilmu pengetahuan yang berkembang pesat dengan bantuan mikroskop transmisi elektron ini.

 9danya persyaratan bah5a :obyek pengamatan harus setipis mungkin: ini kembali membuat sebagian peneliti

tidak terpuaskan, terutama yang memiliki obyek yang tidak dapat dengan serta merta dipertipis. ;arena itu

pengembangan metode baru mikroskop elektron terus dilakukan.

Preparasi sediaan[sunting  sunting sumber ]

 9gar pengamat dapat mengamati preparat dengan baik, diperlukan persiapan sediaan dengan tahap sebagai

berikut < 1. melakukan -iksasi, yang bertujuan untuk mematikan sel tanpa mengubah struktur sel yang akan

diamati. -iksasi dapat dilakukan dengan menggunakan senya5a glutaraldehida atau osmium tetroksida. 2.

pembuatan sayatan, yang bertujuan untuk memotong sayatan hingga setipis mungkin agar mudah diamati di

ba5ah mikroskop. *reparat dilapisi dengan monomer resin melalui proses pemanasan, kemudian dilanjutkan

dengan pemotongan menggunakan mikrotom. 6mumnya mata pisau mikrotom terbuat dari berlian karena

berlian tersusun dari atom karbon yang padat. =leh karena itu, sayatan yang terbentuk lebih rapi. 'ayatan

yang telah terbentuk diletakkan di atas cincin berpetak untuk diamati. ). pelapisan>pe5arnaan, bertujuan untuk

memperbesar kontras antara preparat yang akan diamati dengan lingkungan sekitarnya. *elapisan>pe5arnaan

dapat menggunakan logam berat seperti uranium dan timbal.

Mikroskop pemindai transmisi elektron (STEM)[sunting  sunting sumber ]

Mikroskop pemindai transmisi elektron #'$%M&adalah merupakan salah satu tipe yang merupakan hasil

pengembangan dari mikroskop transmisi elektron #$%M&.

Page 4: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 4/15

*ada sistem '$%M ini, electron menembus spesimen namun sebagaimana halnya dengan cara kerja '%M,

optik elektron ter-okus langsung pada sudut yang sempit dengan memindai obyek menggunakan pola

pemindaian dimana obyek tersebut dipindai dari satu sisi ke sisi lainnya #raster & yang menghasilkan lajur"lajur

titik #dots&yang membentuk gambar seperti yang dihasilkan oleh($ pada tele4isi > monitor .

Mikroskop pemindai elektron (SEM)[sunting  sunting sumber ]

Mikroskop pemindai elektron #'%M& yang digunakan untuk studi detail arsitektur permukaan sel #atau

struktur   jasad renik lainnya&, dan obyek diamati secara tiga dimensi.

Sejarah penemuan[sunting  sunting sumber ]

$idak diketahui secara persis siapa sebenarnya penemu Mikroskop pemindai elektron #'canning %lectron

Microscope"'%M& ini. *ublikasi pertama kali yang mendiskripsikan teori '%M dilakukan oleh -isika5an !erman

d. Ma? ;noll pada 1), meskipun -isika5an !erman lainnya Dr. Man-red 4on 9rdenne mengklaim dirinya

telah melakukan penelitian suatu -enomena yang kemudian disebut '%M hingga tahun 1)@. Mungkin karena

itu, tidak satu pun dari keduanya mendapatkan hadiah nobel untuk penemuan itu.

*ada 1+2 tiga orang ilmu5an 9merika yaitu Dr. Aladimir ;osma B5orykin [2], Dr. !ames Cillier , dan Dr. 'nijder ,

benar"benar membangun sebuah mikroskop elektron metode pemindaian #'%M& dengan resolusi hingga 3

nm atau magni-ikasi 8.333 kali. 'ebagai perbandingan '%M modern sekarang ini mempunyai resolusi hingga 1

nm atau pembesaran +33.333 kali. Mikroskop elektron cara ini mem-okuskan sinar elektron #electron beam& di

permukaan obyek dan mengambil gambarnya dengan mendeteksi elektron yang muncul dari permukaan

obyek.

Cara kerja[sunting  sunting sumber ]

(ara terbentuknya gambar pada '%M berbeda dengan apa yang terjadi pada mikroskop optic dan $%M. *ada

'%M, gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru #elektron sekunder& atau elektron pantul yang muncul

dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut dipindai dengan sinar elektron. %lektron sekunder

atau elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya ditampilkan

dalam gradasi gelap"terang pada layar monitor ($ #cathode ray tube&. Di layar ($ inilah gambar struktur

obyek yang sudah diperbesar bisa dilihat. *ada proses operasinya, '%M tidak memerlukan sampel yang

ditipiskan, sehingga bisa digunakan untuk melihat obyek dari sudut pandang ) dimensi.

Preparasi sediaan[sunting  sunting sumber ]

 9gar pengamat dapat mengamati preparat dengan baik, diperlukan persiapan sediaan dengan tahap sebagai

berikut < 1. melakukan -iksasi, yang bertujuan untuk mematikan sel tanpa mengubah struktur sel yang akan

diamati. -iksasi dapat dilakukan dengan menggunakan senya5a glutaraldehida atau osmium tetroksida. 2.

dehidrasi, yang bertujuan untuk memperendah kadar air dalam sayatan sehingga tidak mengganggu proses

pengamatan. ). pelapisan>pe5arnaan, bertujuan untuk memperbesar kontras antara preparat yang akan

Page 5: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 5/15

diamati dengan lingkungan sekitarnya. *elapisan>pe5arnaan dapat menggunakan logam mulia seperti emas

dan platina.

Mikroskop pemindai lingkungan elektron (ESEM)[sunting  sunting sumber ]

Mikroskop ini adalah merupakan pengembangan dari '%M, yang dalam bahasa Inggrisnyadisebut Environmental SEM  #%'%M& yang dikembangkan guna mengatasi obyek pengamatan yang tidak

memenuhi syarat sebagai obyek $%M maupun '%M.

=byek yang tidak memenuhi syarat seperti ini biasanya adalah bahan alami yang ingin diamati secara detail

tanpa merusak atau menambah perlakuan yang tidak perlu terhadap obyek yang apabila menggunakat alat

'%M kon4ensional perlu ditambahkan beberapa trik yang memungkinkan hal tersebut bisa terlaksana.

Sejarah penemuan[sunting  sunting sumber ]

$eknologi %'%M ini dirintis oleh erasimos D. Danilatos, seorang kelahiran Eunani yang

ber migrasi ke 9ustralia pada akhir tahun 1@2 dan memperoleh gelar  *h.D dari 6ni4ersitas 7e5 'outh

Wales #67'W& pada tahun 1@@ dengan judul disertasi Dynamic Mechanical Properties of Keratin Fibres  .

Dr. Danilatos ini dikenal sebagai pionir  dari teknologi %'%M, yang merupakan suatu ino4asi besar bagi dunia

mikroskop elektron serta merupakan kemajuan -undamental dari ilmu mikroskopi.

Deengan teknologi %'%M ini maka dimungkinkan bagi seorang peneliti untuk meneliti sebuah objek yang

berada pada lingkungan yang menyerupai gas yang betekanan rendah #low-pressre gaseos environments&

misalnya pada 13"3 $orr  serta tingkat humiditas diatas 133F. Dalam arti kata lain %'%M ini memungkinkan

dilakukannya penelitian obyek baik dalam keadaan kering maupun basah.

'ebuah perusahaan di Goston yaitu %lectro 'can (orporation pada tahun 188 # perusahaan ini diambil alih

oleh *hilips pada tahun 10" sekarang bernama %I (ompany [)] telah menemukan suatu cara guna

menangkap elektron dari obyek untuk mendapatkan gambar dan memproduksi muatan positi- dengan cara

mendesain sebuah detektor yang dapat menangkap elektron dari suatu obyek dalam suasana tidak 4akum

sekaligus menjadi produsen ion positi- yang akan dihantarkan oleh gas dalam ruang obyek ke permukaan

obyek. Geberapa jenis gas telah dicoba untuk menguji teori ini, di antaranya adalah beberapa gas ideal, gas ,

dan lain lain. 7amun, yang memberikan hasil gambar yang terbaik hanyalah uap air . 6ntuk sample dengan

karakteristik tertentu uap air kadang kurang memberikan hasil yang maksimum.

*ada beberapa tahun terakhir ini peralatan %'%M mulai dipasarkan oleh para produsennya dengan

mengiklankan gambar"gambar   jasad renik dalam keadaan hidup yang selama ini tidak dapat terlihat dengan

mikroskop elektron.

Cara kerja[sunting  sunting sumber ]

Page 6: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 6/15

*ertama"tama dilakukan suatu upaya untuk menghilangkan penumpukan elektron #charging & di permukaan

obyek, dengan membuat suasana dalam ruang sample tidak 4akum tetapi diisi dengan sedikit gas yang akan

mengantarkan muatan positi- ke permukaan obyek, sehingga penumpukan elektron dapat dihindari.

Cal ini menimbulkan masalah karena kolom tempat elektron dipercepat dan ruang -ilamen di mana elektron

yang dihasilkan memerlukan tingkat 4akum yang tinggi. *ermasalahan ini dapat diselesaikan dengan

memisahkan sistem pompa 4akum ruang obyek dan ruang kolom serta -ilamen, dengan menggunakan sistem

pompa untuk masing"masing ruang. Di antaranya kemudian dipasang satu atau lebih piringan

logam platina yang biasa disebut #aperture& berlubang dengan diameter antara 233 hingga

33 mikrometer  yang digunakan hanya untuk mele5atkan elektron , sementara tingkat ke4akuman yang

berbeda dari tiap ruangan tetap terjaga.

Tipe-tipe pengembangan[sunting  sunting sumber ]

Mikroskop refleksi elektron (EM)[sunting  sunting sumber ]

Eang dalam bahasa Inggrisnya disebut e-lection electron microscope #%M&, adalah mikroskop elektron yang

memiliki cara kerja yang serupa sebagaimana halnya dengan cara kerja $%M namun sistem ini menggunakan

deteksi pantulan elektron pada permukaan objek. $ehnik ini secara khusus digunakan dengan

menggabungkannya dengan tehnik e-leksi di-raksi elektron energi tinggi #!eflection "igh Energy Electron

Diffraction& dan tehnik e-leksi pelepasan spektrum energi tinggi #reflection high-energy loss spectrm "

C%/'&

Spin-Polarized Low-Energy Electron Microscopy  (SP!EEM)[sunting  sunting sumber ]

Spin-Polarized Low-Energy Electron Microscopy  #'*/%%M& ini adalah merupakan Aariasi lain yang

dikembangkan dari teknik yang sudah ada sebelumnya, yang digunakan untuk melihat struktur mikro dari

medan magnet #en<magnetic domains&.

$eknik pembuatan preparat yang digunakan pada mikroskop

elektron[sunting  sunting sumber ]

Materi yang akan dijadikan objek pemantauan dengan menggunakan mikroskop elektron ini harus diproses

sedemikian rupa sehingga menghasilkan suatu sampel yang memenuhi syarat untuk dapat digunakan sebagai

preparat pada mikroskop elektron.

$eknik yang digunakan dalam pembuatan preparat ada berbagai macam tergantung pada spesimen dan

penelitian yang dibutuhkan, antara lain <

• Kriofi#sasi  yaitu suatu metode persiapan dengan menggunakan teknik pembekuan spesimen dengan

cepat yang menggunakan nitrogen cair ataupun helium cair, dimana air yang ada akan membentuk kristal"

kristal yang menyerupai kaca. 'uatu bidang ilmu yang disebut mikroskopi cryo"elektron #cryo-electron

Page 7: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 7/15

microscopy & telah dikembangkan berdasarkan tehnik ini. Dengan pengembangan dari Mikroskopi cryo"

elektron dari potongan menyerupai kaca #4itreous& atau disebut cryo-electron microscopy of vitreos

sections $%EM&'(S), maka sekarang telah dimungkinkan untuk melakukan penelitian

secara 4irtual terhadap specimen biologi dalam keadaan aslinya.

• Fi#sasi  " yaitu suatu metode persiapan untuk menyiapkan suatu sampel agar tampak realistik #seperti

kenyataannya & dengan menggunakan glutaraldehid dan osmium tetroksida.

• Dehidrasi " yaitu suatu metode persiapan dengan cara menggantikan air dengan bahan

pelarut organik seperti misalnya ethanol atau aceton.

• *enanaman #Embedding & " yaitu suatu metode persiapan dengan cara mengin-iltrasi jaringan

dengan resin seperti misalnya araldit atau epoksi untuk pemisahan bagian.

• *embelahan #Sectioning &" yaitu suatu metode persiapan untuk mendapatkan potongan tipis dari

spesimen sehingga menjadikannya semi transparan terhadap elektron. *emotongan ini bisa dilakukan

dengan ultramicrotome dengan menggunakan pisau berlian untuk menghasilkan potongan yang tipis

sekali. *isau kaca juga biasa digunakan oleh karena harganya lebih murah.

• *e5arnaan #Staining & " yaitu suatu metode persiapan dengan menggunakan metal berat

seperti timah, uranium, atau tungsten untuk menguraikan elektron gambar sehingga menghasilkan kontras

antara struktur yang berlainan di mana khususnya materi biologikal banyak yang 5arnanya nyaris

transparan terhadap elektron #objek -ase lemah&.

• *embekuan -raktur #Freeze-fractre& " yaitu suatu metode persiapan yang biasanya digunakan untuk

menguji membran lipid. !aringan atau sel segar didinginkan dengan cepat #cryofi*ed & kemudian dipatah"

patahkan atau dengan menggunakan microtome se5aktu masih berada dalam keadaan suhu nitrogen

# hingga mencapai "133F (elsius&.

*atahan beku tersebut lalu diuapi dengan uap platinum atau emas dengan sudut + derajat pada sebuah alat

e4aporator en<e4aporator  tekanan tinggi.

• (on +eam Milling  " yaitu suatu metode mempersiapkan sebuah sampel hingga menjadi transparan

terhadap elektron dengan menggunakan cara pembakaran ion# biasanya digunakan argon& pada

permukaan dari suatu sudut hingga memercikkan material dari permukaannya. ;ategori yang lebih rendah

dari metode (on +eam Milling  ini adalah metode berikutnya adalah metodeFocsed ion beam milling ,

dimana galium ion digunakan untuk menghasilkan selaput elektron transparan pada suatu bagian spesi-ik

pada sampel.

Page 8: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 8/15

• *elapisan kondukti- #%ondctive %oating & " yaitu suatu metode mempersiapkan lapisan ultra tipis dari

suatu material electrically-condcting  . Ini dilakukan untuk mencegah terjadinya akumulasi dari medan

elektrik statis pada spesimen sehubungan dengan elektron irradiasi se5aktu proses penggambaran

sampel. Geberapa bahan pelapis termasuk emas, palladium #emas

putih&, platinum, tungsten, graphite dan lain"lain, secara khusus sangatlah penting bagi penelitian

spesimen dengan '%M.

*embuatan -ilm dengan mikroskop %'%M[sunting  sunting sumber ]

Dengan melakukan penambahan peralatan 4ideo maka pengamat dapat melakukan pengamatan secara terus

menerus pada obyek yang hidup.

'ebuah perusahaan -ilm dari *erancis bahkan berhasil merekam kehidupan makhluk kecil dan mem-ilmkannya

secara nyata. Dari beberapa -ilm yang dibuat, -ilm berjudul (annibal Mites[+]memenangkan beberapa

penghargaan di antaranya Edtainment award  #!epang 1&, +est scientific photography award  #*erancis

1&, dan ,rand pri*-best poplar and informative scientific film #*erancis 1&. ilm ini ditayangkan juga di

stasiun tele4isi weites Detsches Fernsehen #en<BD& !erman, Disco4ery (hannel di 9' dan Gritania aya.

;ini perusahaan yang sama tengah menggarap -ilm seri berjudul .Fly /ars. [] yang rata"rata memakai sekitar

lima menit pengambilan gambar dengan %'%M, pada -ilm tersebut dapat dilihat dengan detail setiap lembar

bulu yang dimiliki lalat dalam pertempurannya.

Scanning Electron Microscopy (SEM)

%lektron memiliki resolusi yang lebih tinggi daripada cahaya. (ahaya hanya mampu mencapai 233nm sedangkan

elektron bisa mencapai resolusi sampai 3,1 H 3,2 nm. Diba5ah ini diberikan perbandingan hasil gambar mikroskop

cahaya dengan elektron.

Page 9: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 9/15

Disamping itu dengan menggunakan elektron kita juga bisa mendapatkan beberapa jenis pantulan yang berguna

untuk keperluan karakterisasi. !ika elektron mengenai suatu benda maka akan timbul dua jenis pantulan yaitu

pantulan elastis dan pantulan non elastis seperti pada gambar diba5ah ini.

*ada sebuah mikroskop elektron #'%M& terdapat beberapa peralatan utama antara lain<

1. *istol elektron, biasanya berupa -ilamen yang terbuat dari unsur yang mudah melepas elektron misal tungsten.

2. /ensa untuk elektron, berupa lensa magnetis karena elektron yang bermuatan negati- dapat dibelokkan oleh

medan magnet.

). 'istem 4akum, karena elektron sangat kecil dan ringan maka jika ada molekul udara yang lain elektron yang

berjalan menuju sasaran akan terpencar oleh tumbukan sebelum mengenai sasaran sehingga menghilangkan

molekul udara menjadi sangat penting.

*rinsip kerja dari '%M adalah sebagai berikut<

1. 'ebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda.

2. /ensa magnetik mem-okuskan elektron menuju ke sampel.

). 'inar elektron yang ter-okus memindai #scan& keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai.

+. ;etika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh

detektor dan dikirim ke monitor #($&.

'ecara lengkap skema '%M dijelaskan oleh gambar diba5ah ini<

Page 10: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 10/15

$smber0iastate1ed)

 9da beberapa sinyal yang penting yang dihasilkan oleh '%M. Dari pantulan inelastis didapatkan sinyal elektron

sekunder dan karakteristik sinar sedangkan dari pantulan elastis didapatkan sinyal backscattered electron. 'inyal

"sinyal tersebut dijelaskan pada gambar diba5ah ini.

*erbedaan gambar dari sinyal elektron sekunder dengan backscattered adalah sebagai berikut< elektron sekunder

menghasilkan topogra-i dari benda yang dianalisa, permukaan yang tinggi ber5arna lebih cerah dari permukaan

rendah. 'edangkan backscattered elektron memberikan perbedaan berat molekul dari atom H atom yang menyusun

permukaan, atom dengan berat molekul tinggi akan ber5arna lebih cerah daripada atom dengan berat molekul

rendah. (ontoh perbandingan gambar dari kedua sinyal ini disajikan pada gambar diba5ah ini.

Page 11: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 11/15

Mekanisme kontras dari elektron sekunder dijelaskan dengan gambar diba5ah ini. *ermukaan yang tinggi akan lebih

banyak melepaskan elektron dan menghasilkan gambar yang lebih cerah dibandingkan permukaan yang rendah

atau datar.

'edangkan mekasime kontras dari backscattered elektron dijelaskan dengan gambar diba5ah ini yang secara prinsip

atom H atom dengan densitas atau berat molekul lebih besar akan memantulkan lebih banyak elektron sehingga

tampak lebih cerah dari atom berdensitas rendah. Maka teknik ini sangat berguna untuk membedakan jenis atom.

Page 12: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 12/15

7amun untuk mengenali jenis atom dipermukaan yang mengandung multi atom para peneliti lebih banyak

mengunakan teknik %D' #%nergy Dispersi4e 'pectroscopy&. 'ebagian besar alat '%M dilengkapi dengan

kemampuan ini, namun tidak semua '%M punya -itur ini. %D' dihasilkan dari 'inar karakteristik, yaitu dengan

menembakkan sinar pada posisi yang ingin kita ketahui komposisinya. Maka setelah ditembakkan pada posisi

yang diinginkan maka akan muncul puncak H puncak tertentu yang me5akili suatu unsur yang terkandung. Dengan

%D' kita juga bisa membuat elemental mapping #pemetaan elemen& dengan memberikan 5arna berbeda H beda dari

masing H masing elemen di permukaan bahan. %D' bisa digunakan untuk menganalisa secara kunatitati- dari

persentase masing H masing elemen. (ontoh dari aplikasi %D' digambarkan pada diagram diba5ah ini.

$smber0 mich1ed)

Page 13: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 13/15

 9plikasi dari teknik '%M H %D' dirangkum sebagai berikut<

1. $opogra-i< Menganalisa permukaan dan teksture #kekerasan, re-lekti4itas dsb&

2. Mor-ologi< Menganalisa bentuk dan ukuran dari benda sampel

). ;omposisi< Menganalisa komposisi dari permukaan benda secara kuantitati- dan kualitati-.

'edangkan kelemahan dari teknik '%M antara lain<

1. Memerlukan kondisi 4akum

2. Canya menganalisa permukaan

). esolusi lebih rendah dari $%M

+. 'ampel harus bahan yang kondukti-, jika tidak konduktor maka perlu dilapis logam seperti emas.

Scanning Electron Microscope (SEM) dan Optical Emission Spectroscope (OES)

a. Scanning Electron Microscope (SEM)

Scanning Electron Microscope (SEM) adalah sebuah mikroskop elektron yang didesain

untuk menyelidiki permukaan dari objek solid secara langsung. SEM memiliki

perbesaran 10 – 3000000x, depth of eld  – 0. mm dan resolusi sebesar 1 – 10 nm.

!ombinasi dari perbesaran yang tinggi, depth of eld yang besar, resolusi yang baik,

kemampuan untuk mengetahui komposisi dan in"ormasi kristalogra# membuat SEM

banyak digunakan untuk keperluan penelitian dan industri. $dapun "ungsi utama dari

SEM antara lain dapat digunakan untuk mengetahui in"ormasi%in"ormasi mengenai&

% 'opogra#, yaitu ciri%ciri permukaan dan teksturnya (kekerasan, si"at

memantulkan cahaya, dan sebagainya).

% Mor"ologi, yaitu bentuk dan ukuran dari partikel penyusun objek (kekuatan, cacat

pada Integrated Circuit (IC) dan chip, dan sebagainya).

Page 14: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 14/15

% !omposisi, yaitu data kuantitati" unsur dan senya*a yang terkandung di dalam

objek (titik lebur, kereakti"an, kekerasan, dan sebagainya).

% +n"ormasi kristalogra#, yaitu in"ormasi mengenai bagaimana susunan dari butir%

butir di dalam objek yang diamati (kondukti#tas, si"at elektrik, kekuatan, dan

sebagainya).

rinsip kerja SEM yaitu bermula dari electron beam yang dihasilkan oleh sebuah #lamen

pada electron gun. ada umumnya electron gun yang digunakan adalah tungsten

hairpin gundengan #lamen berupa lilitan tungsten yang ber"ungsi sebagai katoda.

 'egangan diberikan kepada lilitan yang mengakibatkan terjadinya pemanasan. $noda

kemudian akan membentuk gaya yang dapat menarik elektron melaju menuju ke

anoda.

-ambar 1. Electron gun

!emudian electron beam di"okuskan ke suatu titik pada permukaan sampel dengan

menggunakan dua buah condenser lens. Condenser lens kedua (atau biasa disebut

dengan lensa objekti") mem"okuskan beam dengan diameter yang sangat kecil, yaitu

sekitar 10%0 nm. /amburan elektron, baik Secondary Electron (SE) atau Back

Scattered Electron (BSE) dari permukaan sampel akan dideteksi oleh detektor dan

dimunculkan dalam bentuk gambar pada layar '.

SEM memiliki beberapa detektor yang ber"ungsi untuk menangkap hamburan elektron

dan memberikan in"ormasi yang berbeda%beda. 2etektor%detektor tersebut antara lain&

% 2etektor E2, yang ber"ungsi untuk menangkap in"ormasi mengenai komposisi

sampel pada skala mikro.

Page 15: Mikroskop elektron

7/21/2019 Mikroskop elektron

http://slidepdf.com/reader/full/mikroskop-elektron-56da41f57090d 15/15

% Backscatter detector , yang ber"ungsi untuk menangkap in"ormasi mengenai

nomor atom dan topogra#.

% Secondary detector , yang ber"ungsi untuk menangkap in"ormasi mengenai

topogra#.

ada SEM, terdapat sistem 4akum pada electron-optical column dan sample

chamber  yang bertujuan antara lain&

% Menghilangkan e"ek pergerakan elektron yang tidak beraturan karena adanya

molekul gas pada lingkungan tersebut, yang dapat mengakibatkan penurunan

intensitas dan stabilitas.

% Meminimalisasi gas yang dapat bereaksi dengan sampel atau mengendap pada

sampel, baik gas yang berasal dari sampel atau pun mikroskop. !arena apabila hal

tersebut terjadi, maka akan menurunkan kontras dan membuat gelap detail pada

gambar.

Semua sumber elektron membutuhkan lingkungan yang 4akum untuk beroperasi.