Apa itu Scanning Electron Microscope (SEM) dan Prinsip Kerja SEM

Apa Itu Scanning Electron Microscopy?

Apa itu SEM Scanning Electron Microscope? - Pada abad ke-16, Mikroskop pertama kali ditemukan. Mikroskop berasal dari kata micro yang artinya kecil dan sepium yang artinya penglihatan sehingga mikroskop adalah alat yang digunakan untuk melihat benda dengan ukuran yang sangat kecil. Mikroskop merupakan alat yang digunakan untuk memperoleh bayangan dari sebuah benda yang ditempatkan pada mikroskop menjadi lebih besar. 

Salah satu jenis mikroskop adalah mikroskop elektron. Mikroskop elektron adalah mikroskop yang penggunaannya menggunakan sinar elektron dimana panjang gelombangnya lebih pendek dari panjang gelombang cahaya, sehingga mikroskop elektron memiliki kemampuan untuk melakukan perbesaran objek atau dengan resolusi yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan mikroskop optik. Salah satuh jenis mikroskop elektron adalah Scanning Electon Microscope (SEM).

Apa itu SEM?

Scanning electron microscopy adalah salah satu mikroskop electron yang digunakan untuk menyelidiki permukaan dari sebuah objek solid secara langsung. SEM memiliki perbesaran dari 10 hingga 3.000.0000 kali, depth of field 4 – 0.4 mm dan dengan resolusi sebesar 1-10 nm. Kombinasi dari perbesaran yang tinggi, depth of field yang besar, kemampuan untuk mengetahui komposisi dan informasi, dan resolusi yang baik menjadikan 

SEM sebagai alat yang banyak digunakan untuk keperluan penelitian maupun dalam industri.  Selain itu, SEM juga memfokuskan sinar electron (electron beam) di permukaan objek yang diteliti dan mengambil gambarnya dengan mendeteksi electron yang muncul pada permukaan objek. Adapun fungsi scanning electron microscope yaitu digunakan untuk mengetahui informasi-informasi sebagai berikut:

• Topografi, yaitu ciri-ciri permukaan dan teksturnya.
• Morfologi, yaitu ukuran dan bentuk partikel penyusun dari objek.
• Komposisi yaitu data semi kuantitatif unur dan senyawa yang terkandung di dalam objek.
• Informasi kristalografi yaitu adanya informasi tentang susunan dari butir-butir didalam objek yang sedang diamati.

Cara Kerja Scanning Electron Microscope

Adapun prinsip kerja SEM adalah sebagai berikut :

1. Electron gun untuk menghasilkan electron beam dari filamen. Pada umumnya electron gun yang digunakan pada SEM adalah tungsten hairpin gun dengan filamen berupa lilitan dari tungsten yang dijadikan sebagai katoda. Tegangan yang diberikan kepada lilitan akan mengakibatkan terjadinya 6 pemanasan. Kemudian Anoda akan membentuk gaya yang dapat menarik elektron untuk melaju menuju ke anoda.
2. Lensa magnetik digunakan dengan tujuan untuk memfokuskan elektron menuju suatu titik pada permukaan objek.
3. Sinar elektron yang terfokus untuk memindai atau scanning secara keseluruhan pada objek yang diarahkan oleh koil pemindai.
4. Ketika elektron mengenai objek, maka akan terjadi hamburan elektron, baik Secondary Electron (SE) atau Back Scattered Electron (BSE) dari permukaan objek dan akan dideteksi oleh detektor dan dimunculkan dalam bentuk gambar pada monitor CRT.

Konsep dasar dari Scanning Electron Microscope (SEM) sebenarnya telah disampaikan oleh Max Knoll (penemu TEM) pada tahun 1935. SEM bekerja berkerja berdasarkan pada prinsip scan sinar elektron pada permukaan objek yang selanjutnya informasi yang diperoleh akan diubah menjadi gambar. Perbedaan sem dan tem disini hanya terletak pada penggunaan energi dan proses pengambilan gambranya, pada dasarnya sem hanya mengambil citra permukaan sampel sedangkan tem dapat melihat isi dari sampel karea sifatnya ditansmisikan.

Imajinasi gambar yang diperoleh mirip dengan gambar yang ada pada televisi. Pada SEM, gambar dibuat berdasarkan hasil deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan objek ketika permukaan objek tersebut dipindai atau discan dengan sinar elektron. 

Elektron sekunder atau elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya akan diperkuat sinyalnya kemudian pada besar amplitudonya akan ditampilkan dalam gradasi gelap terang pada layer monitor CRT (Cathode Ray Tube). 

Pada layar CRT ini akan tampak gambar struktur objek yang telah diperbesar. Pada proses pengoperasiannya, SEM tidak perlu menggunakan objek yang ditipiskan, sehingga objek dapat dilihat dari sudut pandang 3 dimensi. Oleh karena itu, SEM sangat penting dalam penelitian maupun di Industri.

Referensi

Parry K D Vernon. 2000. Scanning Electron Microscope: as introduction. UMIST: Center for Electronic Materials.

Widiyastuti, Dewi Amelia. 2016. Pengamatan Scanning Electron Microscope (SEM) Pada Struktur dan Mineral Batuan Dari Sungai Arinio Kabupaten Banjar. Jurnal Sains dan Terapan Politeknik Hasnur, Vol. 4, No. 2, 16-21.