Tangerang Selatan – Humas BRIN. Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) akan segera melengkapi fasilitas laboratoriumnya dengan Transmission electron microscopy (TEM) atau Mikroskop Transmisi Elektron di akhir 2022. TEM merupakan alat karakterisasi yang sangat penting dalam dunia riset sains dan material yang akan ditempatkan di Kawasan Sains dan Teknologi BJ. Habibie Serpong dan mulai dioperasikan awal tahun 2023.
Salah satu aspek yang penting diketahui untuk pemanfaatan alat TEM adalah terkait preparasi sampel. Karena sampelnya berukuran skala nano yang sangat kecil tak tampak mata. Tantangannya adalah menyiapkan sampel dengan metode konvensional atau menggunakan teknik dual beam dengan alat focused ion beam (FIB).
Guna memberikan pemahaman tentang preparasi sampel, Organisasi Riset Nanoteknologi dan Material BRIN bekerja sama dengan Thermo Fisher Scientific, menggelar webinar Edisi Khusus TEM 2 dengan tema ‘Preparasi Sampel dan Analisis Data TEM’, Selasa (11/9).
Kepala ORNM BRIN, Ratno Nuryadi, webinar ini bertujuan untuk meningkatkan pengetahuan tentang karakterisasi alat nano, yakni TEM. “Harapannya dengan edisi lanjutan kedua ini kita akan lebih mendapat bekal bagaimana preparasi sampel dan analisa hasil karakterisasi TEM, khususnya nanti terkait dengan TEM yang direncanakan masuk ke BRIN pada Desember 2022,” ungkapnya.
Preparasi Sampel TEM Metode Konvensional
Peneliti dari Pusat Riset Teknologi Deteksi Radiasi dan Analisis Nuklir Organisasi Riset Tenaga Nuklir (ORTN), Arbi Dimyati, menjelaskan proses preparasi sampel TEM dengan metode konvensional.
“Sejak tahun 1932, Ernst Ruska memperkenalkan mikroskop pada tahun 1986 dan mendapat nobel. Kemudian masuk pasar 6 tahun sejak penemuan itu. Sekarang mikroskop seperti TEM sudah canggih, tetapi soal preparasi masih menjadi masalah yang krusial,” papar Arbi.
Alat TEM memiliki standar tinggi 3-4 meter dan terdapat beberapa lensa. “Ketika sampel dimasukkan maka akan mengalami pembesaran. Nanti baru kita dapatkan sampel dari yang kita inginkan,” kata Arbi.
Menurutnya, prinsip kerja TEM ada dua, satu mendapat gambar dan satunya lagi mendapat difraksi. Sistem sampel TEM ditaruh di dalam grid dengan diameter 3 mm, karena sampel yang dapat dimasukkan dalam holder hanya 3 mm.
“Jika sampel terkena elektron, maka akan mengalami beberapa proses. Yang dapat dianalisa dari TEM adalah semikonduktor, ilmu material, dan ilmu hayati,” imbuhnya.
Lebih lanjut Arbi menyebutkan persyaratan pada sampel TEM. “Syarat umum sampel TEM yakni transparan terhadap elektron (<100nm), area yang cukup luas, kontras yang memadai, dan stabil terhadap pembombardiran elektron. Sampel juga tidak boleh menguap, karena akan menempel di lensa sehingga TEM harus dibongkar dan dibersihkan,” paparnya.
Dikatakan olehnya, terdapat jenis preparasi sampel anorganik dan biologi. “Preparasi manual untuk material biologi harus diawali dengan fiksasi, dengan tujuan agar material stabil dan tidak berubah seperti struktur dan harus dicor ke dalam resin. Sementara syarat preparasi manual material padat yakni serbuk ‘nano’ berukuran maksimum 100 nano, penampakan atas, penampang lintang, dan replikasi,” urainya.
Preparasi Sampel TEM dengan Focus Ion Beams (FIB)
Sementara itu, Peneliti dari Pusat Riset Material Maju ORNM, Eni Sugiarti menjelaskan proses preparasi sampel TEM dengan Focus Ion Beams (FIB). “BRIN memiliki alat dual beam & multi detectors of JFIB 4610F, alat FIB ini dapat diakses melalui situs elsa.brin.go.id, apabila bapak dan ibu ingin melakukan pengujian dan analisis,” ucapnya.
Alat FIB ini memiliki dua sumber, yakni sumber elektron Schottky-field emission gun (FEG) and sumber ion logam galium cair, serta 5 detektor yang terpasang dan 2 gas deposisi (karbon atau tungsten) yang berfungsi membantu pada saat deposisi dan memasukkan ke grid TEM. “Pemilihan gas ini tergantung pada sampel yang kita gunakan,” jelas Eni.
Aplikasi FIB ini dapat diterapkan untuk alat scanning electron microscopy (SEM) atau pemindaian mikroskop elektron, agar memperoleh besaran yang lebih tinggi kualitasnya dan pola nano dan pemindaian vektor 2 dimensi dan 3 dimensi. “Keunggulannya, kita bisa membentuk sampel menggunakan alat ini untuk mengetahui unsur yang ingin kita ketahui, serta preparasi sampel TEM yang diharapkan memiliki ketipisan 100 nano, sangat dimungkinkan dengan alat ini,” tuturnya.
Analisis Data TEM
Sedangkan peneliti dari Pusat Material maju lainnya, Fadli Rohman menyampaikan menjelaskan terkait analisis data TEM: Basic to Advanced Analysis. Fadli menerangkan bahwa pada saat melakukan pengujian sampel perlu memperhatikan sampel yang akan diuji.
“Kita harus mengetahui layak atau tidaknya untuk dianalisis, terkait dengan ukuran yang harus tipis. Apabila sampel berukuran besar, maka harus di preparasi terlebih dahulu. Data yang telah diperoleh dari hasil penggunaan TEM akan terlihat, apakah sesuai dengan yang diharapkan atau tidak, hal inilah yang menjadi pertimbangan dalam pengujian TEM,” urainya.
Fadli menambahkan dengan data yang di dapat dari alat TEM berupa banyak gambaran dari alat yang ada. Ketika kita menganalisis sampel harus paham element yang akan diujikan. “Dengan alat TEM ini kita dapat menganalisis elemen apa saja yang terdapat dalam sampel yang kita ujikan,” imbuhnya.
Terdapat beberapa piranti lunak yang digunakan pada alat TEM. “Seperti Crips, fungsinya bisa digunakan untuk pemrosesan gambar kristalografi, analisis difraksi, dan identifikasi frasa. Sementara piranti lunak Image J tidak hanya untuk TEM, tetapi bisa juga digunakan untuk pemrosesan gambar dan analisis lainnya. Kemudian Microscopy Suite (Digital Micrograph) fungsinya untuk mengontrol dan memproses akuisisi data untuk berbagai aplikasi TEM. Terakhir JEMS yang berfungsi untuk data simulasi TEM,” ulasnya. (esw/ ed:adl,pur)
