Karakterisasi Struktur Mikro 1. Diffraksi Sinar-X X-ray Diffraction
70
2.10. Karakterisasi Struktur Mikro 2.10.1. Diffraksi Sinar-X X-ray Diffraction
Fenomena interaksi dan difraksi sudah dikenal pada ilmu optik. Standard pengujian dilaboratorium fisika adalah menetukan jarak antara dua gelombang
dengan mengetahui panjang gelombang sinar datang dengan mengukur sudut berkas sinar yang terdifraksi. Pengujian ini merupakan aplikasi Iangsung dari
pemakaian sinar X untuk menentukan jarak antara kristal dan jarak antara atom dalam kristal. Gambar 2.11. berikut, menunjukkan suatu berkas sinar X dengan
panjang gelombang λ , jatuh pada sudut θ pada sekumpulan bidang kristal berjarak
d. Sinar yang dipantulkan dengan sudut θ hanya dapat terlihat jika berkas dari
setiap bidang yang berdekatan saling menguatkan. Oleh sebab itu jarak tambahan satu berkas dihamburkan dari setiap bidang
yang berdekatan, dan menempuh jarak sesuai dengan perbedaan kisi yaitu sama dengan panjang gelombang n
λ.. Sebagai contoh, berkas kedua yang ditunjukkan pada gambar 2.11 harus menempuh jarak lebih jauh dari berkas pertama sebanyak
PO + OQ. Syarat pemantulan dan saling menguatkan dinyatakan oleh: n
λ = PO + OQ = 2 ON sin θ = 2 d sin θ atau n
λ = 2 d sin θ 2-8
dengan: n = orde difraksi bil. Bulat d = jarak bidang
θ = sudut difraksi
Gambar 2.11. Difraksi Bidang Kristal
Universitas Sumatera Utara
71 Rumus 2-8 ini terkenal dengan hukum Bragg. Arah berkas sinar yang
dipantulkan sepenuhnya oleh geometri kisi, dimana sebaliknya geometri kisi diatur oleh orientasi dan jarak antara bidang-bidang kristal. Jika untuk suatu kristal kubus
simetri, diberikan ukuran struktur sel satuan a, sudut-sudut dimana berkas sinar didifraksikan oleh bidang-bidang kristal hkl dapat dihitung dengan mudah
melalui rumus jarak antar bidang : d
hkl
=
2 2
2
l k
h a
+ +
2-9 Untuk memastikan bahwa hukum Bragg dapat terpenuhi dan pemantulan
dari berbagai bidang kristal dapat terjadi, maka penting untuk memberikan batas ambang pada harga
θ atau λ. Berbagai cara dimana hal tersebut mengawali metode standard difraksi sinar X yang dinamakan dengan metode Laue, metode perputaran
kristal metode serbuk. Dalam metode Laue, sebuah kristal tunggal diam ditembak dengan berkas cahaya radiasi putih. Kemudian, karena benda uji adalah betul-betul
kristal tunggal, variabel penting untuk memastikan bahwa hukum Bragg dapat dipenuhi untuk semua bidang kristal, maka harus diberikan ambang batas panjang
gelombang pada berkas sinar tersebut. Setiap kelompok bidang kristal memilih λ
yang tepat dari spektrum putih untuk menghasilkan suatu pantulan Bragg. Radiasi dari sebuah elektroda yang mempunyai nomor atom tinggi wolfram sering
digunakan, tetapi semua bentuk radiasi putih dapat digunakan C.Kittle, 2001.
Universitas Sumatera Utara
72