Pengantar Sinar-X

Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD) merupakan salah satu metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel. Difraksi sinar-X terjadi pada hamburan elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan monokromatis sinar-X dalam fasa tersebut memberikan interferensi yang konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg :

n.λ = 2.d .sin θ ; n = 1,2,...

Dengan λ adalah panjang gelombang sinar-X yang digunakan, d adalah jarak antara dua bidang kisi, θ adalah sudut antara sinar datang dengan bidang normal, dan n adalah bilangan bulat yang disebut sebagai orde pembiasan.

Berdasarkan persamaan Bragg, jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS.

Keuntungan utama penggunaan sinar-X dalam karakterisasi material adalah kemampuan penetrasinya, sebab sinar-X memiliki energi sangat tinggi akibat panjang gelombangnya yang pendek. Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,5-2,0 mikron. Sinar ini dihasilkan dari penembakan logam dengan elektron berenergi tinggi. Elektron itu mengalami perlambatan saat masuk ke dalam logam dan menyebabkan elektron pada kulit atom logam tersebut terpental membentuk kekosongan. Elektron dengan energi yang lebih tinggi masuk ke tempat kosong dengan memancarkan kelebihan energinya sebagai foton sinar-X.

Metode difraksi sinar X digunakan untuk mengetahui struktur dari lapisan tipis yang terbentuk. Sampel diletakkan pada sampel holder difraktometer sinar X. Proses difraksi sinar X dimulai dengan menyalakan difraktometer sehingga diperoleh hasil difraksi berupa difraktogram yang menyatakan hubungan antara sudut difraksi 2θ dengan intensitas sinar X yang dipantulkan. Untuk difraktometer sinar X, sinar X terpancar dari tabung sinar X. Sinar X didifraksikan dari sampel yang konvergen yang diterima slit dalam posisi simetris dengan respon ke fokus sinar X. Sinar X ini ditangkap oleh detektor sintilator dan diubah menjadi sinyal listrik. Sinyal tersebut, setelah dieliminasi komponen noisenya, dihitung sebagai analisa pulsa tinggi. Teknik difraksi sinar x juga digunakan untuk menentukan ukuran kristal, regangan kisi, komposisi kimia dan keadaan lain yang memiliki orde yang sama.

           

Spektrometer Kisi

Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak pernah terlepas dari pada pengaruh cahaya yang menerangi kita, yang di pancarkan dari sinar matahari yang sangat jauh dari bumi yang kita diami ini. Dari cahaya di pancarkan memilki variasi yang sangat banyak tergantung dari panjang gelombang yang di,pabncarkan dari matahari itu sendirio yang merambat melalui setiap medium yang ada.
         Pembagian cahaya dapat dibagi menjadi dua yaitu Manokromatik dan Polikromatik dimana Manokromatik ialah banyak nya jumlah cahaya yang dipancarkan lebih dari pada satu, sedangkan Polikromatik ialah hanya satu warna cahaya yaitu putih.

         Spektrometer kisi merupakan suatu peralatan yang sedemikian rupa yang digunakan utuk mengukur penjang gelombang cahaya yang di pancarkan oleh lampu merkuri.

         Di mana gambar di atas menunjukkan sebuah spektrometer kisi yang sangat sederhana yang lengkap dengan lampu merkurinya.

         Ada beberapa hal yang dapat dilakukan dengan menggunakan spektrometer kisi, diman yang pertama kita dapat mengukur berapa panjang gelobang cahaya yang merambat dari lampu merkuri ke dalam perantaraan teleskop yang dilanjutkan ke kisi difraksi dimana akan terjadi penguraian gelombang cahaya kedalam berbagai bentuk tertentu. Disini kita juga dapat melihat peristiwa interferensi cahaya, dimana terjadi penguraian cahaya yang lebih dari pada satu warna(monokromatic) yang berasal dari satu warna yaitu warna putih.

       Cara yang digunakan untuk mengukur panjang gelombang ialah dengan mengukur sudut yang ada pada saat melihat peristiwa difraksi cahaya melalui spektrometer tersebut, diamana untuk pengukuran sudut nya sudah ada pada alat yang digunkan pada saat percobaan. Sangat diperlukan ketelitian  dalam mengukur gelombang cahaya tersebut.

      Selamat Bekerja!

Transformasi Z

Dalam ilmu geofisika ada beberapa tahap-tahap yang harus di lakukan untuk mendapatkan sebuah data pengukuran yang valid. Diantaranya ialah tahap akuisi data, di mana dilakukan nya analisis terhadapa data yang ada ke dalam pemogramnan komputer. Dalam tahap pemograman komputer itu sendiri harus di lakukan dengan menganalisis data-data yang ada dilapangan terlebih ndahulu dengan cara akuisi data.

1. Tahapan dalam Analisis Data :

a. Representasi dan manipulasi wavefrom dalam bentuk digital.

b. Dalam analisis wavefrom, operator Z dapat memudahkan perhitungan.

Dimana B(t)=(...,0,0,1,2,0,-1,-1,0,0,...)

B(z)= 1Z0 + 2Z1 + 0Z2 - Z3 - Z4

= 1 + 2Z + 0Z2 - Z3 - Z4

= 1 + 2Z - Z3 - Z4

Sehingga Transformasi Z dapat digunakan dalam proses desain sinyal digital dengan respon impuls yang terbatas.

Sebagai simulasi dari pada sinyal yang di proses dengan menggunakan transformasi Z ialah seperti yang berikut ini :