Scanning Electron Microscopy (SEM)

Elektron memiliki resolusi yang lebih tinggi daripada cahaya. Cahaya hanya mampu mencapai 200nm sedangkan elektron bisa mencapai resolusi sampai 0,1 – 0,2 nm. Dibawah ini diberikan perbandingan hasil gambar mikroskop cahaya dengan elektron.
semcompare

Disamping itu dengan menggunakan elektron kita juga bisa mendapatkan beberapa jenis pantulan yang berguna untuk keperluan karakterisasi. Jika elektron mengenai suatu benda maka akan timbul dua jenis pantulan yaitu pantulan elastis dan pantulan non elastis seperti pada gambar dibawah ini.

scatter

Pada sebuah mikroskop elektron (SEM) terdapat beberapa peralatan utama antara lain:
1. Pistol elektron, biasanya berupa filamen yang terbuat dari unsur yang mudah melepas elektron misal tungsten.
2. Lensa untuk elektron, berupa lensa magnetis karena elektron yang bermuatan negatif dapat dibelokkan oleh medan magnet.
3. Sistem vakum, 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.

Prinsip kerja dari SEM adalah sebagai berikut:
1. Sebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda.
2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel.
3. Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai.
4. Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT).
Secara lengkap skema SEM dijelaskan oleh gambar dibawah ini:

semjp
(sumber:iastate.edu)

Ada beberapa sinyal yang penting yang dihasilkan oleh SEM. Dari pantulan inelastis didapatkan sinyal elektron sekunder dan karakteristik sinar X sedangkan dari pantulan elastis didapatkan sinyal backscattered electron. Sinyal -sinyal tersebut dijelaskan pada gambar dibawah ini.

scatter

Perbedaan gambar dari sinyal elektron sekunder dengan backscattered adalah sebagai berikut: elektron sekunder menghasilkan topografi dari benda yang dianalisa, permukaan yang tinggi berwarna lebih cerah dari permukaan rendah. Sedangkan backscattered elektron memberikan perbedaan berat molekul dari atom – atom yang menyusun permukaan, atom dengan berat molekul tinggi akan berwarna lebih cerah daripada atom dengan berat molekul rendah. Contoh perbandingan gambar dari kedua sinyal ini disajikan pada gambar dibawah ini.

compareelastic

Mekanisme kontras dari elektron sekunder dijelaskan dengan gambar dibawah ini. Permukaan yang tinggi akan lebih banyak melepaskan elektron dan menghasilkan gambar yang lebih cerah dibandingkan permukaan yang rendah atau datar.

seconder

Sedangkan mekasime kontras dari backscattered elektron dijelaskan dengan gambar dibawah ini yang secara prinsip atom – 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.

back

Namun untuk mengenali jenis atom dipermukaan yang mengandung multi atom para peneliti lebih banyak mengunakan teknik EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). Sebagian besar alat SEM dilengkapi dengan kemampuan ini, namun tidak semua SEM punya fitur ini. EDS dihasilkan dari Sinar X karakteristik, yaitu dengan menembakkan sinar X pada posisi yang ingin kita ketahui komposisinya. Maka setelah ditembakkan pada posisi yang diinginkan maka akan muncul puncak – puncak tertentu yang mewakili suatu unsur yang terkandung. Dengan EDS kita juga bisa membuat elemental mapping (pemetaan elemen) dengan memberikan warna berbeda – beda dari masing – masing elemen di permukaan bahan. EDS bisa digunakan untuk menganalisa secara kunatitatif dari persentase masing – masing elemen. Contoh dari aplikasi EDS digambarkan pada diagram dibawah ini.

semeds
(sumber: umich.edu)

elemnt

Aplikasi dari teknik SEM – EDS dirangkum sebagai berikut:
1. Topografi: Menganalisa permukaan dan teksture (kekerasan, reflektivitas dsb)
2. Morfologi: Menganalisa bentuk dan ukuran dari benda sampel
3. Komposisi: Menganalisa komposisi dari permukaan benda secara kuantitatif dan kualitatif.

Sedangkan kelemahan dari teknik SEM antara lain:
1. Memerlukan kondisi vakum
2. Hanya menganalisa permukaan
3. Resolusi lebih rendah dari TEM
4. Sampel harus bahan yang konduktif, jika tidak konduktor maka perlu dilapis logam seperti emas.


REFERENSI LANJUT

http://www.jeolusa.com/sem/docs/sem_guide/tbcontd.html
http://mse.iastate.edu/microscopy/college.html
http://www.microscopy.ethz.ch/sem.htm

25 Komentar Add your own

  • 1. blue_fairy  |  Agustus 19, 2009 pukul 7:51 am

    thanks yach….
    tugas q jadi kelar deh….
    ^_^

    Balas
    • 2. materialcerdas  |  Agustus 19, 2009 pukul 9:48 am

      makasih kembali,
      Jangan lupa mencantumkan sumber referensi :)

      Balas
  • 3. juni artini  |  Januari 25, 2011 pukul 11:59 pm

    makasi banyak info nya…
    kalau mau analisis sampel dengan SEM EDS dimana ya?

    Balas
    • 4. materialcerdas  |  Januari 27, 2011 pukul 12:01 pm

      terimakasih kembali, setau saya di UI, ITS dan LIPI Serpong ada alat tsb

      Balas
  • 5. juni artini  |  Februari 3, 2011 pukul 3:13 am

    kalau mau mengukur kandungan total unsur-unsur terutama (C, Si, O) dalam sampel kira2 instrumen apa yg bisa digunakan??trimakasi

    Balas
  • 6. putra  |  Oktober 12, 2011 pukul 1:59 am

    klo di UIN malang da G”

    Balas
    • 7. anonymous  |  Mei 21, 2013 pukul 1:28 am

      UM ada kok

      Balas
  • 8. rivan  |  Maret 20, 2012 pukul 9:35 am

    mau tanya aku lagi skripsi…untuk pengujian minyak trafo,uji konsentrasi bisa gk menggunkn SEM?

    Balas
    • 9. materialcerdas  |  Maret 20, 2012 pukul 10:13 am

      SEM biasanya digunakan untuk mengkarakterisasi padatan. Kalau cairan termasuk minyak bisa menggunakan alat liquid atau gas chromatography LC atau GC. Trimakasih

      Balas
  • 10. Irwan Pandapotan Harahap  |  April 13, 2012 pukul 4:15 pm

    aspal bisa gk di uji SEM, dimana kira2 bisa di uji….

    Balas
  • 11. Erlin  |  Mei 22, 2012 pukul 3:59 am

    Kalau mau analisis SEM di ITS atau UI alamatnya apa ya?soalnya yg di serpong alatnya lagi rusak katanya..,,mohon infonya yaa,^^

    Balas
  • 12. Ira  |  Mei 6, 2013 pukul 2:08 am

    Tks byk infonya … tp curious bgt, apakah SEM bisa menilai topografi sel biologis (mencit) yg sdh dipreparasi dengan parafin blok?

    Balas
    • 13. materialcerdas  |  Mei 6, 2013 pukul 5:02 am

      Asal ada padatan prinsipnya bisa tapi kalau zat organik mngkin kurang stabil shg butuh coating trtentu, di balai keramik bandung ada SEM dg coating emas bisa dicoba.

      Balas
  • 14. L  |  Oktober 28, 2013 pukul 3:02 am

    UNIVERSITAS ANDALAS SUMBAR, SUDAH ADA SEM BROO.. UJI DISANA AJA

    Balas
  • 15. Ivan Ardianto  |  Januari 9, 2014 pukul 10:04 am

    Waah ini mesin yang sering saya otak – atik di perusahaan :)

    Balas
    • 16. materialcerdas  |  April 1, 2014 pukul 5:53 pm

      KErja di perusahaan mana pak Ivan, mgkin bisa kerjasama kedepannya.

      Balas
  • 17. jane  |  Februari 24, 2014 pukul 1:33 pm

    permisi mau tanya, alamat balai keramik bandung yg bisa SEM dgn coating emas dmn ya? apakah ada kontaknya?

    Balas
  • 18. tris  |  April 1, 2014 pukul 2:20 pm

    SEM bisa kah untuk menguji kandungan emas dalam batuan. tingkat akurasi gimana,.trims

    Balas
    • 19. tris  |  April 1, 2014 pukul 2:22 pm

      tambahan: apakah hasil analisa sampel bisa mewakili semua bahan tersebut

      Balas
    • 20. materialcerdas  |  April 1, 2014 pukul 5:51 pm

      Dilihat dari namanya, SEM memiliki keunggulan pada magnification sampel. Meski ada yg dilengkapi dengan EDS atau EDX yang bisa memunculkan komposisi dari sampel yang diuji tapi komposisi tsb hanya dipermukaan sampel. Uji kandungan logam lebih akurat dengan melarutkan kandungan logam dan diuji dengan AAS atau ICP.

      Balas
  • 21. dame  |  Juni 30, 2014 pukul 4:22 am

    sekedar info : SEM dengan merk JEOL yang ada di sekitar Jogja ada di LPPT UGM, di Semarang ada di UNDIP, di Bandung di PPPG dan ITB, di Jakarta ada di UI dll..

    Balas
  • 22. Rudy J  |  Juli 3, 2014 pukul 1:34 am

    Wah lumayan informasinya, baru 1 bulan SEM merk JEOL datang. operasional sih OK, tp ketika dapat foto dan hasil EDS jadi mlongo karena nggak tahu maksutnya. he he he (saking bagusnya foto hasil SEM).
    Kalo boleh tanya dimana bisa belajar mengenai cara baca/analisa SEM maupun EDS, untuk material sampelnya adalah defect dari Grey Iron dan nodular iron.
    Thk atas infonya.

    Balas
    • 23. materialcerdas  |  Juli 3, 2014 pukul 6:56 am

      Mas Rudy trimakasih komennya. Untuk SEM memang analisis secara kualitatif saja, umumnya hanya untuk mengamati morfologi surface. Sedangkan EDS harusnya cukup simpel dalam pengoperasiaany, biasanya kita harus memilih dulu elemen apa (Fe, Si, Al, dll) yg akan dimunculkan ketika kita akan analisis target permukaan sampel uji. EDS bisa untuk analisis kuantitatif meski kurang akurat karena hanya bisa mendeteksi elemen2 di surfase saja tidak bisa menembus sampai di dalam sampel. NAmun untuk fungsi mapping elemen cukup powerfull untuk mengamati elemen apa saja yg terdeposisi di lokasi mana. Kalau boleh tau apakah SEM yg dimiliki bisa diakses peneliti luar? supaya info saudara bsa lbih bermanfaat bagi pembaca lainnya. Salam.

      Balas
  • 24. rudy julianto  |  Juli 3, 2014 pukul 7:54 am

    Mohon maaf untuk akses peneliti dari luar belum diperbolehkan.
    sedikit bertanya lagi, adakah refferensi element mayor yang muncul pada masing masing defect grey iron maupun nodular iron.
    thx

    Balas
  • 25. Agus Budiman  |  September 15, 2014 pukul 2:50 am

    maaf numpang nanya, kalau material komposit tempat nguji SEM nya dmana iyaaa ??

    Balas

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Trackback this post  |  Subscribe to the comments via RSS Feed


Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: