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 Scanning Electron Microscopy (SEM) adalah sebagai berikut:
- Sebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda.
- Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel.
- Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai.
- Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT).
Gambar di atas menjelaskan secara lengkap skema SEM.
Dalam teknik SEM, beberapa sinyal yang penting dihasilkan, seperti sinar elektron sekunder dan karakteristik sinar X. Sinar electron sekunder menghasilkan topografi dari benda yang dianalisa, sedangkan backscattered electron memberikan perbedaan berat molekul dari atom-atom yang menyusun permukaan.
Perbedaan gambar dari sinyal elektron sekunder dengan backscattered adalah sebagai berikut: elektron sekunder menghasilkan topografi dari benda yang dianalisa, sedangkan backscattered electron memberikan perbedaan berat molekul dari atom-atom yang menyusun permukaan.
Mekanisme kontras dari elektron sekunder dijelaskan dengan gambar di atas. Permukaan yang tinggi akan lebih banyak melepaskan elektron dan menghasilkan gambar yang lebih cerah dibandingkan permukaan yang rendah atau datar.
Sedangkan mekanisme kontras dari backscattered electron dijelaskan dengan gambar di atas. Atom-atom dengan densitas atau berat molekul lebih besar akan memantulkan lebih banyak elektron sehingga tampak lebih cerah dari atom berdensitas rendah.
Teknik SEM juga dapat digunakan untuk membedakan jenis atom dan memeta elemen (elemental mapping) pada permukaan bahan. Energi Dispersive Spectroscopy (EDS) adalah salah satu teknik yang dapat digunakan untuk menganalisa komposisi dari permukaan benda secara kuantitatif dan kualitatif.
Aplikasi dari teknik SEM-EDS dirangkum sebagai berikut:
- Topografi: Menganalisa permukaan dan teksture (kekerasan, reflektivitas dsb)
- Morfologi: Menganalisa bentuk dan ukuran dari benda sampel
- Komposisi: Menganalisa komposisi dari permukaan benda secara kuantitatif dan kualitatif
Namun, teknik SEM juga memiliki beberapa kelemahan, seperti:
- Memerlukan kondisi vakum
- Hanya menganalisa permukaan
- Resolusi lebih rendah dari TEM (Transmission Electron Microscopy)
- Sampel harus bahan yang konduktif, jika tidak konduktor maka perlu dilapis logam seperti emas.
Referensi: