Scanning Electron Microscopy (SEM)

Definisi

Mikroskop elektron merupakan alat yang menggunakan sinar elektron berenergi tinggi untuk menguji objek yang berukuran sangat kecil. Pengujian ini dapat memperoleh informasi mengenai topografi, morfologi, komposisi dan kristalografi. SEM adalah salah satu tipe mikroskop elektron yang mampu menghasilkan resolusi tinggi dari gambaran suatu permukaan sampel. Oleh karena itu gambar yang dihasilkan oleh SEM mempunyai karakteristik secara kualitatif dalam 3 dimensi karena menggunakan elektron sebagai pengganti gelombang cahaya dan hal ini sangat berguna untuk menetukan struktur permukaan dari sampel.

Prinsip

Prinsip operasi SEM yaitu fokus berkas sinar elektron berenergi tinggi (10 KeV) discan melintang pada permukaan sampel menghasilkan secondary elektron, backscattered elektron, karakteristik sinar X dan beberapa elektron keluar dari permukaan. Gambaran secondary elektron menunjukkan topografi permukaan muka melintang (nm). Berkas secondary elektron dari sampel dideteksi dengan layar fosfor. Layar akan memancarkan cahaya dan intensitas cahaya diukur dengan photomultiplier. Elektron yang diamati bukan elektron dari sinar yang dipancarkan tetapi elektron yang berasal dari dalam obtek yang diamati sehingga untuk menghindari penumpukan elektron dipermukaan obyek diperlukan grounding, dengan kata lain permukaan obyek harus bersifat konduktif agar elektron yang menumpuk dapat dialirkan pada obyek yang tidak konduktif. Hal ini dapat diatasi dengan melapisi permukaan obyek tersebut dengan karbon, emas atau platina setipis mungkin.       

 

Mikroskop Elektron Transmisi (TEM)

Mikroskop electron transmisi (TEM) adalah sebuah mikroskop teknik dimana sebuah berkas elekton ditularkan melalui ultra tipis specimen, berinteraksi dengan specimen saat melewati. Suatu citra terbentuk dari interaksi electron ditularkan melalui specimen, gambar diperbesar dan focus pada sebuah perangkat imaging, seperti neon layar, pada lapisan film fotografi, atau bias untuk dideteksi oleh sebuah sensor seperti CCD kamera.

TEMS mampu pencitraan lebih tinggi secara nyata pada resolusi daripada mikroskop cahaya, karena kecil de Broglie panjang gelombang electron. Hal ini memungkinkan penggunaan alat untuk memeriksa keadaan secara detail dari suatu atom, yang puluhan ribu kali kecil daripada yang terkecil objek diatas dalam mikroskop cahaya. TEM bentuk metode analisis utama dalam berbagai bidang ilmiah, baik fisik dan ilmu biologi. TEMS menemukan aplikasi dalam penelitian kanker, viriologi, ilmu material serta populasi dan penelitian semikonduktor.

Pada gambar TEM magnifications kecil kontras adalah karena penyerapan electron dalam materi, karena ketebalan dan komposisi bahan. Pada gelombang yang lebih tinggi kompleks interaksi magnifications memodulasi intensitas gambar, memerlukan analisa ahli dari gambar yang diamati. Alternative cara menggunakan memungkinkan untuk modulasi TEM untuk mengamati identitas kimia, orientasi kristal, struktur dan contoh elektronik akibat pergeseran fasa electron serta pencitraan berbasis penyerapan biasa.

TEM pertama dibangun oleh Max Knoll dan Ernest Ruska pada tahun 1931, dengan kelompok ini mengembangkan TEM pertama dengan kekuatan penyelesaian lebih besar daripada cahaya pada tahun 1993 dan yang pertama TEM komersial pada tahun 1939.

TEM terdiri dari beberapa komponen, yang mencakup system vakum di electron, sumber emisi elekron untuk generasi aliran electron, serangkaian lensa elektromagnetik serta piring elektrostatik, dua operator untuk memanipulasi berkas yang diperlukan. Diperlukan alat penyisipan kedalam, gerak dalam, dan pemindahan specimen dari balok. Perangkat imaging digunakan untuk membuat gambar electron yang keluar dari system.