Static Structure Factor

Guys ini adalah postingan pertama bagi-bagi ilmu fisika di tahun 2020. Kali ini kita akan membahas mengenai Static Structure Factor (SSF). Apa sih SSF itu? dan mengapa SSF ini ditentukan?. Mari kita simak penjelasan di bawah ini.

Static Structure Factor (SSF) adalah suatu fungsi yang menyatakan respon suatu material terhadap radiasi yang diberikan kepadanya. Melalui fungsi tersebut, kita dapat memahami struktur dari suatu material. Berkenaan dengan sifatnya yang merupakan respon terhadap radiasi serta dapat digunakan dalam memahami struktur material, SSF dapat digunakan secara baik untuk analisis struktur material yang tidak beraturan (disordered) seperti amorf ataupun cairan. 

Lalu, bagaimana perumusan dasar dari SSF ini?. Ketika mempelajari mengenai teori kuantum fenomena hamburan (scattering), fungsi gelombang partikel terhambur dalam domain q (wave-vector) / parameter momentum transfer (bentuk transformasi fourier) yaitu:

Dengan f adalah form factor dan q dinyatakan dalam bentuk:

Di mana k adalah momentum partikel setelah terhambur, ko adalah momentum partikel sebelum hamburan terjadi, serta theta dengan tanda tilde menunjukkan sudut antara momentum sebelum dan sesudah hamburan. Apabila kasus terjadi pada hamburan elastik (k = ko), maka nilai q dapat ditentukan dengan menggunakan:

Definisi intensitas pada umumnya adalah kuadrat dari simpangan (sebagaimana telah dipelajari pada fisika gelombang). Oleh karena itu, dengan mengalikan fungsi gelombang terhambur konjugat dengan tanpa konjugat, akan didapatkan ekspresi intensitas sebagai fungsi q:

 

SSF secara matematis ditentukan sebagai normalisasi I (q) sehingga diperoleh:

 

Apabila atom-atom yang berada dalam material tersebut sejenis (homogen), maka nilai fj = fp = f, maka dapat diperoleh bahwa:

 

Untuk rata-rata seluruh atom akan didapatkan bahwa:

 

SSF dapat ditentukan secara eksperimen menggunakan XRD atau Difraksi Neutron. SSF ini juga berpengaruh pada komposisi (konsentrasi atom) dalam material. Data dari S(q) juga dapat diimport dalam data RDF / Fungsi Distribusi Radial (pengertian dasar dapat dilihat pada Fungsi Distribusi Radial ) melalui transformasi fourier SSF yang mana SSF terlebih dahulu dituliskan dalam bentuk kontinu sebagai berikut:

 

Nah di atas adalah paparan dasar mengenai Static Structure Factor ya guys dan semoga informasi ini dapat membantu kalian dalam belajar maupun melaksanakan riset dibidang Condensed Matter Theory, Condensed Matter Experiment, Material Science, ataupun Solid State Physics 😊.

 

Surabaya, 31 Januari 2020

Deriyan Senjaya, S.Si., M.Si.