Dokumen tersebut merangkum penjelasan tentang Scanning Electron Microscope (SEM), yang memberikan informasi mengenai definisi, fungsi, cara kerja, prinsip dasar, kelebihan dan kekurangan SEM. Dokumen tersebut juga menampilkan hasil penelitian menggunakan SEM untuk menganalisis struktur mikro dan komposisi unsur kimia dari paduan zirkonium sebelum dan sesudah proses oksidasi.

1. S E M
( SCANNING ELECTRON MICROSCOPE )
Disusun Oleh :
Kelompok 7
Denis Rocky Pradana ( 11.2017.1.00667 )
Chris Toding Allo ( 11.2017.1.90095 )
Yohanes Gilbert Tampaty ( 11.2017.1.00656 )
Meilinda Makmara ( 11.2017.1.00677 )

2. Apa itu SEM
Fungsi dan
Cara Kerja SEM
Prinsip Dasar
dari SEM serta
Kelebihan dan
Kekurangan

3. 1. Pengertian Scanning Electron Microscope (SEM)
Scanning Electron Microscope (SEM) adalah sebuah mikroskop elektron yang didesain untuk
menyelidiki permukaan dari objek solid secara langsung. SEM memiliki perbesaran 10 –
3000000x, depth of field 4 – 0.4 mm dan resolusi sebesar 1 – 10 nm. Kombinasi dari perbesaran yang
tinggi, depth of field yang besar, resolusi yang baik, kemampuan untuk mengetahui komposisi dan
informasi kristalografi membuat SEM banyak digunakan untuk keperluan penelitian dan industri.
2. Fungsi dari Scanning Electron Microscope (SEM)
Adapun fungsi utama dari SEM antara lain dapat digunakan untuk mengetahui informasi-informasi
mengenai:
a. Topografi
b. Morfologi
c. Komposisi
d. Informasi Kristalografi

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

5. SEM memiliki beberapa detektor yang berfungsi untuk menangkap hamburan elektron dan
memberikan informasi yang berbeda-beda. Detektor-detektor tersebut antara lain:
1. Detektor EDX, yang berfungsi untuk menangkap informasi mengenai komposisi sampel
pada skala mikro.
2. Backscatter detector, yang berfungsi untuk menangkap informasi mengenai nomor atom dan
topografi.
3. Secondary detector, yang berfungsi untuk menangkap informasi mengenai topografi.
Pada SEM, terdapat sistem vakum pada electron-optical column dan sample chamber yang
bertujuan antara lain:
1. Menghilangkan efek pergerakan elektron yang tidak beraturan karena adanya molekul gas
pada lingkungan tersebut, yang dapat mengakibatkan penurunan intensitas dan stabilitas.
2. Meminimalisasi gas yang dapat bereaksi dengan sampel atau mengendap pada sampel, baik
gas yang berasal dari sampel atau pun mikroskop.

6. 4. Prinsip Dasar Scanning Electron Microscope (SEM)
• Dipercepat elektron dalam suatu SEM membawa sejumlah besar energi kinetik, dan energi ini dihamburkan sebagai
berbagai sinyal yang dihasilkan oleh interaksi elektron-sampel ketika elektron insiden diperlambat dalam sampel
padat. Sinyal-sinyal ini termasuk elektron sekunder (yang menghasilkan gambar SEM), elektron backscattered
(BSE), elektron terdistorsi backscattered (EBSD yang digunakan untuk menentukan struktur kristal dan orientasi
mineral).
• Elektron sekunder dan elektron backscattered biasanya digunakan untuk pencitraan sampel: elektron sekunder
paling berharga untuk menunjukkan morfologi dan topografi pada sampel dan backscattered electron yang paling
berharga untuk mengilustrasikan kontras dalam komposisi dalam sampel multifase (yaitu untuk diskriminasi fase
cepat).
5. Kelebihan dan kekurangan Scanning Electron Microscope (SEM)
a. Adapun kelebihan teknik SEM yaitu terdapat sistem vakum pada electron-optical column dan sample chamberyang
bertujuan antara lain:
1. Menghilangkan efek pergerakan elektron yang tidak beraturan
2. Meminimalisasi gas yang dapat bereaksi dengan sampel atau mengendap pada sampel, baik gas yang berasal dari
sampel atau pun mikroskop
b. Sedangkan kelemahan dari teknik SEM antara lain:
1. Memerlukan kondisi vakum
2. Hanya menganalisa permukaan
3. Resolusi lebih rendah dari TEM
4. Sampel harus bahan yang konduktif, jika tidak konduktor maka perlu dilapis logam seperti emas

7. SCANNING ELECTRON MICROSCOPY STUDIED TO
CHARACTERIZE OXIDATION PROCESS OF ZIRCONIUM ALLOY
HASIL
Hasil SEM untuk uji struktur mikro pada sampel paduan ZrNbMoGe standar tampak
atas ditunjukkan pada Gambar 1. terlihat bahwa sampel ini memiliki mikrostruktur
terdiri dari fasa martensite dan sedikit bainite dengan struktur lancette yang khas.
Dapat terlihat dengan jelas presipitasi fasa kedua di dalam dan batas butiran.
Kedudukan fasa kedua ini lebih tinggi dari matriks, menunjukan sifatnya yang lebih
keras dibanding bahan dasarnya.
Dari hasil EDS yang diambil dengan dead time 40% dan sudut akuisisi sekitar 1500
serta jumlah pencacahan total 2500 counts, diketahui bahwa presipitasi tersebut
adalah fasa Zr-Ge dengan kandungan masing-masing 89 dan 1 % berat, lihat Gambar
2. Jika memperhitungkan persen atom dan mengabaikan kehilangan
sinyal akibat absorpsi dan efisiensi akusisi detektor SiLi EDX, maka
dapat diperkirakan rumus kimia fasa tersebut adalah Zr55.54Ge0.8

8. ZrNbMoGe setelah oksidasi
Gambar 3 disamping menunjukan penampang lintang sampel paduan setelah
oksidasi pada temperatur 5000C diambil dengan detektor BSE. Bagian atas
yang untuk sementara diasumsikan sebagai lapisan oksida menunjukan kesan
warna gelap, sedangkan matriks di bawahnya berwarna terang. Analisis
pembentukan sinyal BSE mengindikasikan bahwa bagian matriks memiliki
densitas yang lebih besar atau adalah fasa dengan susunan atom yang lebih
berat dari bagian lapisan atas.
Akusisi spektrum EDS pada Gambar 4 memberikan verifikasi bahwa lapisan
bagian atas merupakan oksida Zr-O. Hal ini bersesuaian dengan hasil image
BSE, karena densitas Zr-O lebih rendah dari pada paduan ZrNbMoGe.
KESIMPULAN
Pengujian SEM menghasilkan gambar mikrostruk- tur dan komposisi unsur
kimia dalam paduan material. Lapisan oksida hasil oksidasi paduan
zirkonium juga dapat terdeteksi dengan jelas menggunakan detektor BSE.
Hasil uji EDS dapat digunakan untuk memprediksi fasa yang terjadi setelah
oksidasi serta dapat mendukung hasil analisis karakteristik dan ketahanan
oksidasi material paduan.

9. THANK YOU