Prinsip Kerja X-Ray Difraksi

Pendahuluan

• Definisi x-ray difraksi
• Struktur dasar bahan: terdiri dari atom
• Atom: inti atom bermuatan positif dan kulit atom sebagai tempat pergerakan elektron

Struktur Kristal

• Atom pada material padat tersusun secara teratur
• Material padat yang teratur disebut kristal

Interaksi Sinar X dengan Atom

• Sinar X memiliki energi tinggi dan dapat diserap oleh elektron
• Jika energi cukup, elektron dapat terlepas; jika tidak, terjadi hamburan elastis
• Hamburan elastis: sinar X dipantulkan dengan energi yang sama
• Karakteristik hamburan elastis berbeda untuk setiap jenis atom

Interferensi dalam Difraksi

• Hamburan sinar X saling interaksi:
  • Interferensi destruktif: gelombang berlawanan meniadakan satu sama lain
  • Interferensi konstruktif: gelombang searah saling menguatkan
• Sensor mendeteksi puncak difraksi pada interferensi konstruktif

Skema Pengujian XRD

• X-ray tube sebagai sumber radiasi
• Sensor mendeteksi pola difraksi sinar X
• Sensor bergerak dengan sudut tertentu untuk mendeteksi hamburan
• Data grafik menunjukkan hubungan antara sudut dan intensitas

Analisis Data Difraksi

• Grafik sudut vs intensitas membantu menganalisis:
  • Sifat bahan
  • Struktur kristal
  • Fasa dan komposisi kimia

Hukum Bragg

• Puncak difraksi terbentuk pada sudut tertentu
• Menggambarkan susunan atom dengan jarak antar atom (d)
• Untuk interferensi konstruktif, beda fase:

  • Harus sebesar 1 lambda atau kelipatannya

  • Hubungan jarak antar atom (d) dan panjang gelombang (lambda) melalui persamaan:

    [ 2D \sin(\theta) = n \lambda ]

• Persamaan ini adalah hukum Bragg yang menjadi dasar analisis data sinar X.