Sunday, August 2, 2009

Difraksi untuk posisi atom

Banyak sudah universitas (seperti ITB, UI, ITS, UGM dan lain-lain) dan litbang (seperti BATAN, LIPI dan lainnya) yang mempunyai peralatan difraksi (=difraktometer) sinar-X. Banyak pula mahasiswa dan/atau peneliti yang memanfaatkannya. Namun (tanpa bermaksud menyinggung siapapun), sedih rasanya melihat banyaknya tulisan/artikel yang hanya menampilkan pola difraksi dengan analisis minimal hanya untuk tujuan memberi credit point bagi peneliti atau kelulusan bagi mahasiswa. Analisis paling minimal adalah menampilkan pola difraksi mentah lalu menyebutnya bahwa cuplikan sudah menjadi kristal. Analisis yang masih tergolong minimal adalah melakukan analisis berdasarkan pencocokan posisi puncak difraksi, lalu menyebutkan bahwa sesuai dengan tabel (JCPDF atau Hanawalt) bahwa cuplikan tersebut adalah cuplikan tertentu. Ada pula kesedihan yang muncul dari sisi pengelola fasilitas difraktometer sinar-X. Cukup banyak pengelola yang melakukan pengambilan data dengan mode continuous scan dimana pencacahan dilakukan berbarengan dengan gerakan detektor. Mode yang baik tentunya adalah step scan dimana detektor berhenti pada saat pencacahan. Beberapa pengelola tidak berkata apapun mengapa hal tersebut dilakukan. Lainnya mengatakan bahwa mereka ingin memperpanjang umur target sinar-X. Mereka semua tak sepenuhnya bersalah, karena pengguna pun umumnya hanya menggunakan pola difraksi dengan analisis minimal. Kesedihan juga bertambah ketika melihat ada penguji dari suatu sidang peneliti yang menyatakan bahwa beliau tidak pernah dan tidak tahu bahwa difraksi sinar-X dapat digunakan untuk menentukan posisi atom dari suatu bahan kristal, sementara yang diuji tidak bisa meyakinkan pada penguji mengenai hal tersebut, namun yang diuji tetap lulus sidang tersebut.

Fenomena difraksi sinar-X sebenarnya serupa dengan fenomena sejenis pada cahaya tampak yang dipelajari pada pelajaran fisika optik oleh mahasiswa tingkat 1 teknik atau fisika. Yang berbeda hanyalah panjang gelombangnya, sehingga akibatnya berbeda pulalah skala yang dapat dilihat. Kalau dengan difraksi cahaya kita bisa menghitung dimana posisi celah dan lebarnya berdasarkan data difraksinya, maka kita pasti bisa menghitung dimana posisi atom berdasarkan data difraksi sinar-X. Detail perhitungan hanya akan diberikan pada blog ini jika ada pertanyaan atau komentar terkait yang spesifik, mengingat luasnya aspek difraksi. Software yang umum digunakan berikut diskusi penggunaannya juga bisa disajikan jika ada permintaan pembaca.

Intinya adalah : marilah kita hargai data difraksi (termasuk peralatan dan usaha yang dikeluarkan untuk mengambil data dan membuat cuplikan) dengan mengambil informasi selengkap-lengkapnya dari data tersebut. Tulisan berikut analisis akan lebih berarti dan berkualitas jika kita bisa menampilkan tidak hanya data mentah dan analisis posisi puncak berbasisi JCPDF, Hanawalt atau sejenisnya, namun juga menampilkan jenis dan posisi atom dalam bahan kristal tersebut. Informasi mengenai jenis dan posisi atom itulah yang disebut sebagai struktur kristal. Sifat bahan (mekanik, listrik, magnetik atau sifat fisika lainnya) dan pengembangannya (teknologi ataupun komersial) sangat tergantung pada struktur kristal.

2 comments:

Anonymous said...

Memang sangat disayangkan kalau hasil difraksi sinar-x tidak digunakan sebaik2nya dalam menganalisa struktur material terutama kristal. Mungkin banyak yang menjadi penyebab sering kali dalam suatu penelitian seorang peneliti tidak mengambil informasi mengenai struktur suatu materi sperti yang telah disebutkan,namun beberapa memang "sengaja" memilih untuk sekedar mencocokkan posisi puncak dengan data JCPDF, mungkin beberapa memilih jalan tersebut utk mempersingkat waktu penelitian (mahasiswa yang dikejar waktu sidang akan cenderung memilih jalan singkat), dan beberapa mungkin memang tidak mengerti (paling tdk belum dpt pengetahuan mengenai bagaimana cara memeperoleh informasi struktur suatu materi dari pola difraksi). Jadi ya memang tidak ada yang bisa disalahkan, banyak mahasiswa ingin (atau bahkan sdh bisa) menganalisa hal spt itu, namun terkadang pengalaman lbh mjd guru yang plg baik, shg ketika mereka menghadapi suatu sistem materi yang lebih kompleks, mereka akan cenderung menyerah dan sekedar "mencocokkan" saja, terlebih jika pembimbing/ dosen mahasiswa bersangkutan tdk mengetahui bagaimana cara menganalisanya, shg Ia pun tak dpt membantu..so..manakah yg salah

Agus Purwanto said...

Ok, tak perlu cari yang salah. Minimal kita tahu dulu bahwa data difraksi mengandung informasi yang dualem banget. Tak hanya yang kasat mata, tapi juga yang kasat detektor: mata biasa tak dapat melihat. Artinya infonya adalah mikroskopik. Nah sekarang mari kita belajar dengan pertanyaan. Kalau tertarik silahkan jawab (kalau tidak tak apa kok). Pertanyaan berikutnya akan tergantung pada jawabannya. Intinya: dengan pertanyaan mudah2an pemahaman difraksi kita (termasuk aku) bisa bertambah. Pertanyaan 1: Apakah difraksi itu ?