Reflektivitas sinar-X - Riwayat revisi

Maintenance script: Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi

2026-08-26T09:02:16Z

Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi

← Revisi sebelumnya		Revisi per 26 Agustus 2026 09.02
Baris 1:		Baris 1:
	'''Reflektivitas sinar-X''' (kadang-kadang disebut sebagai '''reflektivitas spekular sinar-X''', atau '''reflektometri sinar-X''') adalah teknik analitik permukaan yang digunakan dalam [[kimia]], [[fisika]], dan [[ilmu bahan]] untuk menggambarkan [[Antarmuka (materi)\|permukaan]], [[lapisan tipis]] dan . Teknik ini terkait dengan teknik pelengkap [[reflektometri neutron]] dan [[Elipsometer\|elipsometri]].		[[File:Specular.png\|thumb\|right\|280px\|Ilustrasi refleksi spekular sinar-X]]

			'''Reflektivitas sinar-X''' (kadang-kadang disebut sebagai '''reflektivitas spekular sinar-X''', atau '''reflektometri sinar-X''') adalah teknik analitik permukaan yang digunakan dalam [[kimia]], [[fisika]], dan [[ilmu bahan]] untuk menggambarkan [[Antarmuka (materi)\|permukaan]], [[lapisan tipis]] dan .<ref>V. Holy. ''X-ray reflection from rough layered systems''. ''Physical Review B''. American Physical Society (APS). 1993-06-15. Vol. 47 (23). hlm. 15896–15903. doi:10.1103/physrevb.47.15896.</ref><ref>J. Als-Nielsen, D. McMorrow, ''Elements of Modern X-Ray Physics'', Wiley, New York, (2001).</ref><ref>J. Daillant, A. Gibaud, ''X-Ray and Neutron Reflectivity: Principles and Applications''. Springer, (1999).</ref><ref>M. Tolan, ''X-Ray Scattering from Soft-Matter Thin Films'', Springer, (1999).</ref> Teknik ini terkait dengan teknik pelengkap [[reflektometri neutron]] dan [[Elipsometer\|elipsometri]].

	Ide dasar di balik teknik ini adalah memantulkan berkas sinar-X pada permukaan rata dan kemudian mengukur intensitas sinar-X yang dipantulkan pada arah yang spekular (sudut pantul sama dengan sudut datang). Jika antarmuka tidak tajam dan halus sempurna, maka intensitas yang dipantulkan akan mengalami penyimpangan dari yang diperkirakan/dihitung berdasarkan hukum [[Persamaan Fresnel\|reflektivitas Fresnel]]. Deviasinya kemudian dapat dianalisis untuk menentukan profil densitas dari antarmuka normal pada permukaan.		Ide dasar di balik teknik ini adalah memantulkan berkas sinar-X pada permukaan rata dan kemudian mengukur intensitas sinar-X yang dipantulkan pada arah yang spekular (sudut pantul sama dengan sudut datang). Jika antarmuka tidak tajam dan halus sempurna, maka intensitas yang dipantulkan akan mengalami penyimpangan dari yang diperkirakan/dihitung berdasarkan hukum [[Persamaan Fresnel\|reflektivitas Fresnel]]. Deviasinya kemudian dapat dianalisis untuk menentukan profil densitas dari antarmuka normal pada permukaan.

			Teknik ini pertama kali diterapkan pada sinar-X oleh [[Lyman G. Parratt]] pada tahun 1954.<ref>L. G. Parratt. [https://archive.org/details/sim_physical-review_1954-07-15_95_2/page/359 Surface Studies of Solids by Total Reflection of X-Rays]. ''Physical Review''. American Physical Society (APS). 1954-07-15. Vol. 95 (2). hlm. 359–369. doi:10.1103/physrev.95.359.</ref> Karya pertama Parratt mengeksplorasi permukaan kaca bersalut tembaga, tetapi sejak saat itu teknik ini telah diperluas untuk antarmuka cairan dan padatan.

	Teknik ini pertama kali diterapkan pada sinar-X oleh [[Lyman G. Parratt]] pada tahun 1954. Karya pertama Parratt mengeksplorasi permukaan kaca bersalut tembaga, tetapi sejak saat itu teknik ini telah diperluas untuk antarmuka cairan dan padatan.		Hubungan matematika dasar yang menjelaskan reflektivitas spekular adalah perbandingan lurus. Ketika suatu antarmuka tidak tajam sempurna, tetapi memiliki profil rapat jenis elektron rata-rata <math>\rho_e(z) </math>, maka reflektivitas sinar-X dapat diperkirakan sebagai:<ref>J. Als-Nielsen, D. McMorrow, ''Elements of Modern X-Ray Physics'', Wiley, New York, (2001).</ref>

	Hubungan matematika dasar yang menjelaskan reflektivitas spekular adalah perbandingan lurus. Ketika suatu antarmuka tidak tajam sempurna, tetapi memiliki profil rapat jenis elektron rata-rata <math>\rho_e(z) </math>, maka reflektivitas sinar-X dapat diperkirakan sebagai:

	:<math> R(Q)/R_F(Q) = \left\|\frac{1}{\rho _\infty} {\int\limits_{ - \infty }^\infty {e^{iQz} \left( \frac{d \rho _e}{dz} \right) dz} } \right\|^2 </math>		:<math> R(Q)/R_F(Q) = \left\|\frac{1}{\rho _\infty} {\int\limits_{ - \infty }^\infty {e^{iQz} \left( \frac{d \rho _e}{dz} \right) dz} } \right\|^2 </math>
Baris 19:		Baris 20:
	Di bawah sudut kritis <math> Q < Q_c </math> (diturnkan dari [[hukum Snellius]]), radiasi sinar datang akan 100% dipantulkan, <math> R=1 </math>. Untuk <math> Q \gg Q_c </math>, <math> R \sim Q^{-4} </math>. Biasanya seseorang dapat menggunakan rumus ini untuk membandingkan model terparameterisasi dari profil kerapatan rata-rata dalam arah-z dengan reflektifitas sinar-X yang diukur dan kemudian memvariasikan parameter sampai profil teoretis cocok dengan pengukuran.		Di bawah sudut kritis <math> Q < Q_c </math> (diturnkan dari [[hukum Snellius]]), radiasi sinar datang akan 100% dipantulkan, <math> R=1 </math>. Untuk <math> Q \gg Q_c </math>, <math> R \sim Q^{-4} </math>. Biasanya seseorang dapat menggunakan rumus ini untuk membandingkan model terparameterisasi dari profil kerapatan rata-rata dalam arah-z dengan reflektifitas sinar-X yang diukur dan kemudian memvariasikan parameter sampai profil teoretis cocok dengan pengukuran.

	Untuk film dengan banyak lapisan, reflektifitas sinar-X dapat menunjukkan osilasi dengan Q (sudut/panjang gelombang), analog dengan [[Interferometer Fabry–Pérot\|efek Fabry-Pérot]], di sini disebut . Periode osilasi ini dapat digunakan untuk menyimpulkan ketebalan lapisan, kekasaran antar lapisan, kerapatan elektron beserta [[Kontras kepadatan\|kekontrasannya]], dan [[indeks bias]] kompleks (yang bergantung pada [[nomor atom]] dan [[faktor bentuk atom]]), misalnya menggunakan [[Metode transfer matriks (optik)\|formalisme matriks Abeles]] atau formalisme Parratt rekursif sebagai berikut:		Untuk film dengan banyak lapisan, reflektifitas sinar-X dapat menunjukkan osilasi dengan Q (sudut/panjang gelombang), analog dengan [[Interferometer Fabry–Pérot\|efek Fabry-Pérot]], di sini disebut .<ref>Heinz Kiessig. ''Untersuchungen zur Totalreflexion von Röntgenstrahlen''. ''Annalen der Physik''. Wiley. 1931. Vol. 402 (6). hlm. 715–768. doi:10.1002/andp.19314020607.</ref> Periode osilasi ini dapat digunakan untuk menyimpulkan ketebalan lapisan, kekasaran antar lapisan, kerapatan elektron beserta [[Kontras kepadatan\|kekontrasannya]], dan [[indeks bias]] kompleks (yang bergantung pada [[nomor atom]] dan [[faktor bentuk atom]]), misalnya menggunakan [[Metode transfer matriks (optik)\|formalisme matriks Abeles]] atau formalisme Parratt rekursif sebagai berikut:

	:<math> X_j = \frac{R_j}{T_j} = \frac{r_{j,j+1} + X_{j+1} e^{2i k_{j+1,z} d_j}}{1 + r_{j,j+1} X_{j+1} e^{2i k_{j+1,z} d_j}} e^{-2i k_{j,z} d_j} </math>		:<math> X_j = \frac{R_j}{T_j} = \frac{r_{j,j+1} + X_{j+1} e^{2i k_{j+1,z} d_j}}{1 + r_{j,j+1} X_{j+1} e^{2i k_{j+1,z} d_j}} e^{-2i k_{j,z} d_j} </math>
Baris 42:		Baris 43:

	== Kecocokan kurva ==		== Kecocokan kurva ==

	Penentuan reflektivitas sinar-X dinalisis dengan cara mencocokkan data yang diukur dengan simulasi kurva yang dihitung menggunakan formalisme Parratt rekursif dengan rumus antarmuka kasar. Parameter kecocokan biasanya ketebalan lapisan, kerapatan (asal-usul perhitungan indeks bias <math>n</math> dan komponen vektor gelombang z <math>k_{j,z}</math>) dan kekasaran antarmuka. Pengukuran biasanya dinormalkan sehingga reflektivitas maksimum adalah 1, tetapi faktor normalisasi dapat meliputi kecocokan itu sendiri. Parameter kecocokan tambahan mungkin adalah level radiasi latar belakang dan keterbatasan ukuran sampel yang berakibat berkas ''footprint'' pada sudut rendah mungkin melebihi ukuran sampel, sehingga mengurangi reflektivitas.		Penentuan reflektivitas sinar-X dinalisis dengan cara mencocokkan data yang diukur dengan simulasi kurva yang dihitung menggunakan formalisme Parratt rekursif dengan rumus antarmuka kasar. Parameter kecocokan biasanya ketebalan lapisan, kerapatan (asal-usul perhitungan indeks bias <math>n</math> dan komponen vektor gelombang z <math>k_{j,z}</math>) dan kekasaran antarmuka. Pengukuran biasanya dinormalkan sehingga reflektivitas maksimum adalah 1, tetapi faktor normalisasi dapat meliputi kecocokan itu sendiri. Parameter kecocokan tambahan mungkin adalah level radiasi latar belakang dan keterbatasan ukuran sampel yang berakibat berkas ''footprint'' pada sudut rendah mungkin melebihi ukuran sampel, sehingga mengurangi reflektivitas.

	Beberapa algoritma kecocokan telah dicoba untuk reflektivitas sinar-X, beberapa di antaranya menemukan optimum lokal daripada optimum global. [[Algoritme Levenberg-Marquardt\|Metode Levenberg-Marquardt]] menemukan optimum lokal. Oleh karena kurva memiliki banyak ganguan tepi, ia akan menemukan ketebalan lapisan yang tidak tepat kecuali tebakan awal luar biasa bagus.		Beberapa algoritma kecocokan telah dicoba untuk reflektivitas sinar-X, beberapa di antaranya menemukan optimum lokal daripada optimum global. [[Algoritme Levenberg-Marquardt\|Metode Levenberg-Marquardt]] menemukan optimum lokal. Oleh karena kurva memiliki banyak ganguan tepi, ia akan menemukan ketebalan lapisan yang tidak tepat kecuali tebakan awal luar biasa bagus.


	== Lihat juga ==		== Lihat juga ==
Baris 52:		Baris 51:

	== Referensi ==		== Referensi ==
			<references />

			== Sumber dan atribusi ==

			Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Reflektivitas+sinar-X&oldid=29579548 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29579548 (2026-08-15T01:06:34Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

	~~== Sumber dan atribusi ==~~		<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 -->

	~~Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Reflektivitas+sinar~~-~~X&oldid=29579548 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29579548 (2026~~-08-~~15T01:06:34Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi~~-~~BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.~~

Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29579548; atribusi sumber disertakan.

2026-08-26T08:22:22Z

Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29579548; atribusi sumber disertakan.

Halaman baru

'''Reflektivitas sinar-X''' (kadang-kadang disebut sebagai '''reflektivitas spekular sinar-X''', atau '''reflektometri sinar-X''') adalah teknik analitik permukaan yang digunakan dalam [[kimia]], [[fisika]], dan [[ilmu bahan]] untuk menggambarkan [[Antarmuka (materi)|permukaan]], [[lapisan tipis]] dan . Teknik ini terkait dengan teknik pelengkap [[reflektometri neutron]] dan [[Elipsometer|elipsometri]].

Ide dasar di balik teknik ini adalah memantulkan berkas sinar-X pada permukaan rata dan kemudian mengukur intensitas sinar-X yang dipantulkan pada arah yang spekular (sudut pantul sama dengan sudut datang). Jika antarmuka tidak tajam dan halus sempurna, maka intensitas yang dipantulkan akan mengalami penyimpangan dari yang diperkirakan/dihitung berdasarkan hukum [[Persamaan Fresnel|reflektivitas Fresnel]]. Deviasinya kemudian dapat dianalisis untuk menentukan profil densitas dari antarmuka normal pada permukaan.

Teknik ini pertama kali diterapkan pada sinar-X oleh [[Lyman G. Parratt]] pada tahun 1954. Karya pertama Parratt mengeksplorasi permukaan kaca bersalut tembaga, tetapi sejak saat itu teknik ini telah diperluas untuk antarmuka cairan dan padatan.

Hubungan matematika dasar yang menjelaskan reflektivitas spekular adalah perbandingan lurus. Ketika suatu antarmuka tidak tajam sempurna, tetapi memiliki profil rapat jenis elektron rata-rata <math>\rho_e(z) </math>, maka reflektivitas sinar-X dapat diperkirakan sebagai:

:<math> R(Q)/R_F(Q) = \left|\frac{1}{\rho _\infty} {\int\limits_{ - \infty }^\infty {e^{iQz} \left( \frac{d \rho _e}{dz} \right) dz} } \right|^2 </math>

dengan:

* <math>R(Q)</math> adalah reflektivitas,
* <math> Q = 4 \pi \sin ( \theta ) / \lambda </math>, <math>\lambda </math> adalah panjang gelombang sinar-X (biasanya puncak [[Notasi Siegbahn|K-alfa]] tembaga pada 0,154056 nm),
* <math>\rho _\infty </math> adalah kedalaman kerapatan antara bahan, dan
* <math>\theta </math> adalah sudut datang berkas.

Di bawah sudut kritis <math> Q < Q_c </math> (diturnkan dari [[hukum Snellius]]), radiasi sinar datang akan 100% dipantulkan, <math> R=1 </math>. Untuk <math> Q \gg Q_c </math>, <math> R \sim Q^{-4} </math>. Biasanya seseorang dapat menggunakan rumus ini untuk membandingkan model terparameterisasi dari profil kerapatan rata-rata dalam arah-z dengan reflektifitas sinar-X yang diukur dan kemudian memvariasikan parameter sampai profil teoretis cocok dengan pengukuran.

Untuk film dengan banyak lapisan, reflektifitas sinar-X dapat menunjukkan osilasi dengan Q (sudut/panjang gelombang), analog dengan [[Interferometer Fabry–Pérot|efek Fabry-Pérot]], di sini disebut . Periode osilasi ini dapat digunakan untuk menyimpulkan ketebalan lapisan, kekasaran antar lapisan, kerapatan elektron beserta [[Kontras kepadatan|kekontrasannya]], dan [[indeks bias]] kompleks (yang bergantung pada [[nomor atom]] dan [[faktor bentuk atom]]), misalnya menggunakan [[Metode transfer matriks (optik)|formalisme matriks Abeles]] atau formalisme Parratt rekursif sebagai berikut:

:<math> X_j = \frac{R_j}{T_j} = \frac{r_{j,j+1} + X_{j+1} e^{2i k_{j+1,z} d_j}}{1 + r_{j,j+1} X_{j+1} e^{2i k_{j+1,z} d_j}} e^{-2i k_{j,z} d_j} </math>

dengan Xj adalah rasio amplitodo yang dipantulkan terhadap yang diteruskan antara lapisan j dan j+1, dj adalah ketebalan lapisan j, dan rj,j+1 adalah [[Persamaan Fresnel|koefisien Fresnel]] untuk lapisan j dan j+1

:<math> r_{j,j+1} = \frac{k_{j,z} - k_{j+1,z}}{k_{j,z} + k_{j+1,z}} </math>

dengan kj,z adalah komponen z dari [[bilangan gelombang]]. Untuk pemantulan spekular di mana sudut datang sama dengan sudut pantulan, Q yang digunakan sebelumnya adalah dua kali kz karena:

:<math> Q = k_{datang} + k_{pantul} </math>.

Dengan kondisi RN+1 = 0 dan T1 = 1 untuk sistem antarmuka-N (yaitu tidak ada kembali dari dalam substrat semi-tak-hingga dan amplitudo gelombang datang), semua Xj dapat dihitung berturut-turut. Kekasaran dapat juga diperhitungkan dengan penambahan faktor

:<math> r_{j,j+1,rough} = r_{j,j+1,ideal} e^{-2 k_{j,z} k_{j+1,z} \sigma_j^2} </math>

dengan <math>\sigma</math> adalah simpangan baku (aka kekasaran).

Ketebalan film dan sudut kritis dapat pula diperkirakan dengan kecocokan linier dari kuadrat sudut datang puncak <math>\theta^2</math> dalam rad2 vs kuadrat jumlah puncak <math>N^2</math> sebagai berikut:

:<math> \theta^2 = (\frac{\lambda}{2 d})^2 N^2 + \theta_c^2 </math>.

== Kecocokan kurva ==

Penentuan reflektivitas sinar-X dinalisis dengan cara mencocokkan data yang diukur dengan simulasi kurva yang dihitung menggunakan formalisme Parratt rekursif dengan rumus antarmuka kasar. Parameter kecocokan biasanya ketebalan lapisan, kerapatan (asal-usul perhitungan indeks bias <math>n</math> dan komponen vektor gelombang z <math>k_{j,z}</math>) dan kekasaran antarmuka. Pengukuran biasanya dinormalkan sehingga reflektivitas maksimum adalah 1, tetapi faktor normalisasi dapat meliputi kecocokan itu sendiri. Parameter kecocokan tambahan mungkin adalah level radiasi latar belakang dan keterbatasan ukuran sampel yang berakibat berkas ''footprint'' pada sudut rendah mungkin melebihi ukuran sampel, sehingga mengurangi reflektivitas.

Beberapa algoritma kecocokan telah dicoba untuk reflektivitas sinar-X, beberapa di antaranya menemukan optimum lokal daripada optimum global. [[Algoritme Levenberg-Marquardt|Metode Levenberg-Marquardt]] menemukan optimum lokal. Oleh karena kurva memiliki banyak ganguan tepi, ia akan menemukan ketebalan lapisan yang tidak tepat kecuali tebakan awal luar biasa bagus.

== Lihat juga ==
* [[Reflektometri]]

== Referensi ==

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Reflektivitas+sinar-X&oldid=29579548 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29579548 (2026-08-15T01:06:34Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.