5
Gambar 2.4 Pembedaan material berdasarkan konduktivitas listrik [22]
2.8 X-Ray Diffraction XRD
Instrumen XRD menyediakan satu analisis struktur kristal, polycrystalline dan
amorphous sampel, termasuk tahap analisis
kualitatif dan analisis kuantitatif, pola pengindeksan, ukuran crystallite, dan analisis
tekstur [25]. Elektron yang dipancarkan pada tegangan tinggi menumbuk target Cu, Cr,
Fe, Co, Mo, dan W. Energi kinetik elektron yang menumbuk target berubah menjadi
panas dan sinar-X. Dalam peristiwa ini, sinar- X yang dipancarkan terdistribusi secara tidak
kontinu
yang panjang
gelombangnya berbeda.
Tumbukan yang terjadi antara elektron yang dipercepat dengan atom target
bersifat tidak elastik. Jika energi elektron yang datang memiliki energi yang cukup
untuk melepaskan elektron pada kulit K maka elektron tersebut akan memantulkan elektron
pada kulit K, sehingga atom dalam keadaan tereksitasi dan diisi oleh elektron dari kulit L
atau M. Proses transisi ini diikuti pelepasan energi berupa radiasi sinar-X dengan panjang
gelombang tertentu yang dikenal sebagai berkas sinar-
X karakterisasi K α dan K . Sinar-X ditumbukkan pada material sehingga
terjadi interaksi dengan elektron dalam atom. Ketika foton sinar-X bertumbukan dengan
elektron, beberapa foton hasil tumbukan akan mengalami pembelokkan dari arah datang
awal. Jika panjang gelombang hamburan sinar-X tidak berubah dinamakan hamburan
elastik hamburan Thompson dan terjadi transfer momentum dalam proses hamburan.
Sinar-X
ini yang
digunakan untuk
pengukuran sebagai hamburan sinar-X yang membawa informasi distribusi elektron dalam
material. Gelombang yang terdifraksi dari
atom-atom berbeda dapat saling mengganggu dan
distribusi intensitas
resultannya termodulasi kuat oleh interaksi ini. Syarat
terjadinya difraksi harus memenuhi hukum Bragg yaitu 2d sin
θ = nλ . Jika atom-atom tersusun periodik dalam kristal, gelombang
terdifraksi akan terdiri atas interferensi maksimum tajam peak yang simetri, peak
yang terjadi berhubungan dengan jarak antar atom.
Metode XRD berdasarkan sifat difraksi sinar-X yakni hamburan cahaya
dengan panjang gelombang λ saat melewati
kisi kristalndengan jarak antar bidang kristal sebesar d. Data yang diperoleh dari metode
karakterisasi XRD adalah sudut hamburan sudut
Bragg terhadap
intensitas. Berdasarkan teori difraksi, sudut difraksi
tergantung pada lebar celah kisi sehingga mempengaruhi pola difraksi, sedangkan
intensitas cahaya difraksi bergantung pada berapa banyak kisi kristal yang memiliki
orientasi yang sama. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan sistem kristal,
parameter kisi, derajat kristalinitas dan fasa yang terdapat dalam suatu sampel [26,27].
Contoh hasil karakterisasi XRD dapat dilihat dalam Gambar 2.5 [28].
Gambar 2.5 Contoh hasil uji XRD film GaAs.
Isolator Semikonduktor
Konduktor Glass
Nickel Oxide Diamond
Pure sulfur
Fused Quartz Germanium Ge
Silicon Si
Gallium Arsenide GaAs
Gallium Phosphide GaP
Cadmium Sulfide CdS
Silver Cooper
Alumunium Platinum
Bismuth
Conductivity Scm
6
2.9 Spektrofotometer
Kategori