Prinsip Kerja XRD
Prinsip dari alat XRD (X-ray diffraction) adalah sinar X yang dihasilkan dari suatu logam yang memiliki panjang gelombang tertentu, sehingga dengan mengatur besar sudut pantul sehingga terjadi pantulan elastis yang dapat dideteksi. Maka menurut Hukum Bragg jarak antar bidang atom dapat dihitung dengan data difraksi yang dihasilkan pada besar sudut-sudut tertentu.
Difraksi sinar-X terjadi pada hamburan elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan monokromatis sinar-X dalam keadaan tersebut akan menghasilkan interferensi konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg.
Syarat Terjadinya XRD
Secara umum, sinar dihasilkan dengan percepatan arus listrik, yang setara dengan transisi kuantum partikel dari satu energi ke energi lainnya. Sinar X merupakan radiasi elektromagnetik yang memiliki energi tinggi sekitar 200 eV sampai 1 MeV. Sinar X dihasilkan oleh interaksi antara berkas elektron eksternal dengan elektron pada kulit atom.
Spektrum Sinar X memilki panjang gelombang 5-10 nm, berfrekuensi 1017-1020 Hz dan memiliki energi 103-106 eV. Panjang gelombang sinar X memiliki orde yang sama dengan jarak antar atom sehingga dapat digunakan sebagai sumber difraksi kristal.
Sinar-X dihasilkan dalam tabung sinar katode dengan pemanasan kawat pijar untuk menghasilkan elektron-elektron, kemudian elektron-elektron tersebut dipercepat terhadap suatu target dengan memberikan suatu voltase, dan menembak target dengan elektron. Ketika elektron-elektron mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron-elektron dalam target, maka karakteristik spektrum sinar-X dihasilkan.
Adapun komponen-komponen XRD adalah sebagai berikut:
- Katoda / elektroda negatif (sumber elektron)
- Anoda / elektroda positif (acceleration potential)
- Focusing cup
- Rotor atau stator (target Device)
- Glass metal envalope (vacum tube)
- Oil
- Window
Katoda bermuatan negatif terdiri dari filamen dan fokus Cup. Filamen adalah tungsten kawat melingkar yang berfungsi sebagai elektron selama selama produksi sinar-X sedangkan Anoda bermuatan positif yang terdiri dari target dan perputaran tabung. Target adalah bagian anoda yang dipukul oleh aliran elektron terfokus yang berasal dari katoda.
Syarat-syarat terjadinya XRD adalah adanya hal sebagai berikut:
- Sumber elektron
- Terdapat tabung dioda (katoda dan anoda)
- Ruang hampa (sekitar katoda dan anoda)
- Beda potensial yang tinggi atau tegangan tinggi
- Pembangkit elektron atau kuat arus
- Benda penghenti gerakan elektron atau target
Karena panas elektron elektron dari katoda (filamen) akan terlepas, kemudian dengan tegangan tinggi Maka elektron elektron tersebut dipercepat gerakannya menuju anoda (target). Elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda (target) sehingga terbentuk panas 99% dan sinar X 1%, sinar-x dikeluarkan melalui Windows tabung.
