Guest Lecture on Application of Microanalytical and Tomography

[dudung]

• Register here
• Make a resume of the talk of Dr. Alexander Devin Giddings (0950-1050)
• Report the result here between 2-5 paragraphs.
• The report should contain information about
  • Dr. Giddings, the company,
  • the product,
  • physical principle of the method,
  • possibility of benefit to you as physics undergraduate student,
  • future plan related to the method or company, if any.

[Sarahaul]

Nama : Sarah Auliyaurrohman Setiawati Sukoco NIM : 10220080

Dr. Giddings berasal dari CAMECA yaitu sebuah perusahaan yang bergerak di bidang permasalahan sains dan metrologi. Khususnya, Dr. Giddings memiliki fokus riset pada semikonduktor. Salah satu produk yang sedang dikembangkan oleh Dr. Giddings adalah terkait dengan Atom Probe Tomography (ATP) yang bertujuan untuk interface, grain boundaries, clustering, phase precipitation, diffusion, implant, dilute, & defect dari suatu material.

APT merupakan sebuah teknik imaging 3D dengan tetap memerhatikan komposisi kimia yang ada pada material. APT salah satu teknik imaging dengan sensitivitas yang cukup tinggi. Prinsip fisika yang dipakai pada APT adalah berkaitan dengan ionisasi dan evaporasi medan atom atau gugus atom individu dari permukaan spesimen, diikuti dengan pengumpulan dan analisis ion-ion ini untuk menentukan komposisi kimia dan penempatan spasial atom dalam material. Struktur dari zat padat sebuah material akan dianalisis melalui APT.

Sebagai seorang mahasiswa undergraduate di fisika tentunya APT akan membantu dalam menunjang basis penelitian di bidang nanomaterial serta akan meningkatkan pemahaman lanjut tentang bagaimana cara sebuah atom berionisasi dan berevaporasi.

Pengembangan lanjutan dari metode APT adalah menggabungkan APT dengan teknik lainnya seperti TEM namun dengan efesiensi waktu dan spesimen material. Harapannya APT ini dapat menjadi alat pengukuran yang sangat potensial.

[RizkiArdikaF]

Rizki Ardika Fadilah 10219023

At today's presentation our speaker Dr. Giddings is an employee of CAMECA company and instrument supplier from France. The instruments that were being made by CAMECA are instrument used for microanalitycs and metrology. These instruments were used to characterize a sample using many methods, depending on detection range. The method in question that CAMECA had instrument are: APT, EPMA, and SIM.

From many methods Dr. Giddings present an introduction to APT, there he explained that using TEM we could see up to nano level zoom, which is good, but not enough. He said that only having an image wouldn't be enough to give us some insight, or a deeper analysis. A method to analyze the image we have, to be able to not just see, but differentiate between the things we saw, like what is that lump over there? using Atom Probe Tomography (APT) method we could divide a sample image into multiple interfaces where we could divide its surface and see what made our sample.

APT works by inducing a high voltage into a frozen sample to make its atom fly one by one into a detector where its flight time, position, and the order on which the atom made contact with the detector. To make this method works we need to prepare the sample, besides being cooled down we also need to shape it into a needle shape since small curvature make the evaporation of atom easier, and it's also easier to predict where the atom will go. There are many products by CAMECA that use this method, such as LEAP series machine.

As an undergraduate student who chose thermalhydraulic simulation as its main topic this method are not something I am familiar with and will most likely be avoided by me since I don't really like it. If asked whether this method will useful for nuclear engineering student, then my answer would be yes, after all nuclear engineering/nuclear physics aren't solely made up of group of people that trying to figure out "if hot meet material what will happen?" there are other topic that will benefit from this method such as, corrosion rate, nuclear power plant material analysis (i.e., pipe material, cladding material, etc.), fuel management (looking at damage due to irradiation, etc.), etc. But personally, there's nothing I could exploit from this method.

Talking about the future of APT, there's a lot of things that Dr. Giddings said will be done in the future, but generally it's about integration. Be it integration with other system or integration with A.I. technology (he said it's something that being considered lately when asked about it by one audience). Looking at the answer, I'm sure that the future of nano science would be very interesting, and research are probably going to be easier and more convenient, although today we could only sit, watch, and be excited about it.

[yuliajanah]

• 10219075
• Yulia Mifftah Huljanah
• Dr. Alexander Devin Giddings adalah seorang Application Scientist di CAMECA Instruments. Dr. GIddings memiliki pengalaman luas dalam penggunaan Atom Probe Tomography (APT) di lingkungan komersial di seluruh dunia.
• Dr. Giddings banyak menjelaskan tentang Atom Probe Tomography (APT). APT menawarkan prospek yang menarik untuk dapat menentukan identitas dan posisi hampir setiap atom dalam suatu material, sehingga memberikan hasil akhir dalam analisis unsur, APT dapat menghasilkan informasi 3D.
• Menurut saya, topik seminar ini sangat akan membantu orang-orang yang bergerak di bidang material yang sudah biasa menggunakan TEM, SEM dan EDX. Jadi bisa membantu bidang Fisika Material. Dimana jika APT dan EDX dikombinasikan maka akan membuat analisis lebih reliable dan menggunakan EDX pada struktur memberikan referensi untuk melakukan rekonstruksi 3D volume APT.
• Kemungkinanan manfaat untuk saya sebagai mahasiswa S1 adalah menambah wawasan tentang alat analisis di bidang nanomaterial.
• Saya jadi tahu bahwa teknologi sudah berkembang secanggih itu. Jadi jika suatu saat saya akhirnya memilih untuk berkembang di bidang Fisika Nuklir namun lebih meninjau tentang material, APT bisa jadi pilihan alat untuk analisis hasil pengukuran nanomaterial.

[kaniedo25]

Muhammad Ridho - 10219009

Dr. Alexander Devin Giddings or we can called Dr. Devin comes from a company called Cameca, companies involved in the field of science and metrology. Dr. Davin presented about basic Atom Probe Tomography (APT) and its application on research.

APT is the measuring instrument which can able to determine the identity and position of nearly every atom in a material, providing the ultimate in elemental analysis. The latest APT systems able to generate 3D information at near atomic resolution and possessing a chemical sensitivity that can reach parts per million.

APT have 2 main methods, there are Compositional Analysis and Compositional Image. APT is based on the field-ion effect. Atom-Probe operation begin with the evaporation of atoms from the specimen with low temperature and high voltage. This evaporation initiated by field pulsing (metals) or thermal pulsing (all material). Local Compositional Analysis begin from get interface visualization, then get selected volume analysis, and then can precipitate atom, then get selected volume mass spectrum, and the final we get the table of composition of particle.

APT mearsument objective are Interface; Grain Boundaries (GB); Clustering, Phase Precipitation, growth and partitioning; Diffusion and Implant Properties; Dilute Species / Trace Elements; Defects.

The application examples of APT are GaN LED; Marging 300 Steel; Li-ion Batteries.

As a physics undergraduate student, from this APT, i studied developments in measuring instruments related to measuring the physical properties of an object. Especially if the object is small to the order of nanometers (or Angstroms~equivalent to the size of an atom). I the future, maybe we can see an atom in real shape (like finally we know is atom has electron cloud or not).

[yusuff10]

10220021 - Ahmad Yusuf

1. Dr. Devin Giddings adalah Ilmuwan Aplikasi untuk perusahaan Instrumen CAMECA yang mendukung komunikasi penelitian atom di Asia. Pada seminar ini dijelaskan juga bahwa beliau juga memiliki latar belakang dibidang semikonduktor. Perusahaan CAMECA adalah perusahaan terkemuka dunia dalam hal produsen instrumen yang terfokus pada instrumen mikroanalitik dan metrologi (instrumen analisis material) berdasarkan komposisi unsur dan isotop material. CAMECA memiliki beberapa produk yang cukup terkenal yaitu APT, SIMS, dan EPMA. Bidang yang dijangkau CAMECA juga sangat luas yaitu semikonduktor dan elektronik, material, Nuklir, lingkungan, dan kebumian.

2. Produk yang dijelaskan oleh Dr. Giddings berfokus pada APT atau Atom Probe Tomography. APT sendiri adalah salah satu alat analisis material yang memiliki kelebihan pencitraan 3D dan analisis komposisi kimia pada skala atom dengan sensitivitas tinggi. Teknologi ini bekerja dengan penguapan melalui efek medan atom permukaan dari sampel dalam bentuk ujung yang sangat tajam. dan ionisasi. Pada teknologi ini digunakan juga detektor yang memiliki kelebihan mengukur secara bersamaan parameter waktu dan posisi ion. APT memiliki kelebihaqn dalam analisis dalam ukuran kecil dan elemen ringan, identifikasi isotop, dan analisis skala nano. Meskipun demikian, APT juga masih memiliki kekurangan seperti dalam hal waktu pengambilan sampel yang signifikan dan volume pengambilan sampel kecil. Saat ini, APT sudah banyak memberikan kontribusi dibidang material.

Gambar 1. Teknologi APT

3. Prinsip fisika yang digunakan dalam teknologi APT adalah ionisasi dan penguapan medan dengan melakukan penurunan suhu pada sampel sehingga mengurangi getaran atom dan memberikan medan listrik. Selain itu, prinsip fisika yang digunakan dalam APT adalah sifat atom yang menjadi dasar identifikasi seperti identifikasi atom berdasarkan massanya.

4. Sebagai mahasiswa fisika tentunya teknologi ini sangat bermanfaat terutama dalam hal fisika zat padat yang perlu melakukan analisis atay karakterisasi suatu material. APT dapat memberikan kemudahan dalam hal analisis suatu material bagi mahasiswa fisika yang mempelajari material dari segi mikroskopik yaitu susunan atom.

5. CAMECA terus berusaha mengembangkan APT dengan mengurangi segala keterbatasannya. Hal tersebut terus dikembangkan salah satunya dengan membuat beberapa variasi instrumen APT seperti Invizo 6000, LEAP 6000 XR, dan EIKOS. Atom Probe tersebut dikembangkan dengan bekerjasama bersama GPM - Materials Research Group - dari Rouen University, Perancis.

Gambar 2. Dokumentasi Kegiatan

[BernardSujono]

Bernard Sujono (10220011)

Dr. Alexander Devin Giddings merupakan ilmuwan aplikasi dari CAMECA Instruments. Beliau merupakan lulusan S1 dari Universitas Warwick dengan jurusan matematika dan fisika. Beliau melakukan studi lanjut S3 di Universitas Nottingham dengan jurusan Semikonduktor Spintronik.

Produk yang beliau lakukan sekarang adalah APT (Atom Probe Tomography). Atom Probe Tomography adalah teknik mikroskop yang memberikan pencitraan atom-demi-atom 3D pada material dengan kombinasi resolusi spasial dan kimia yang sangat kuat. Ini adalah satu-satunya teknik analisis material yang menawarkan kemampuan ekstensif untuk pencitraan 3D dan pengukuran komposisi kimia pada skala atom. APT digunakan dalam berbagai bidang, termasuk ilmu material, metalurgi, dan penelitian semikonduktor.

Menerapkan APT untuk sampel geologi adalah melihat potensi untuk menerapkan sampel geologi guna meneliti kandungan mineral pada skala nano. Alat ini dirancang untuk logam, tetapi sudah jauh lebih baik sehingga dapat melakukan bahan non-konduktif, seperti mineral dan keramik dan insulator. Alasannya, yang cocok sangat berharga bagi para geologi menyingkapkan komposisi kimia mineral, hal itu juga dapat membantu menentukan bagaimana mineral itu terbentuk. APT dapat mereproduksi komposisi mineral standar, seperti karbonit. Sekarang, ditetapkan untuk memperluas jenis sampel geologi yang dianalisis dengan tepat. Daftar ini sudah mencakup mineral seperti pyrite, magnetit, kuarsa dan kalsit, serta biominerals seperti biokalsit dan bioaragonit dari cangkang kerang dan fosil seperti cangkang telur.

Menurut saya sebagai mahasiswa yang sedang menjalankan kuliah, APT sangat penting dalam hal mikroskopis seperti susunan atom pada unsur kimia dan APT juga dapat digunakan untuk mengetahui (menebak) suatu bahan atau senyawa yang tidak diketahui. Sehingga keuntungan buat mahasiswa adalah dapat menerapkan APT sebagai tugas akhir mahasiswa.

Rencana masa depan dari ATP adalah menggabungkan APT dengan EDX. Alasan untuk meggabungkan adalah untuk meningkatkan efisiensi dalam perangkat elektronik pada skala nano. Gabungan EDX dengan APT hanya membuat analisis jauh lebih dapat diandalkan dan menggunakan EDX pada struktur memberi referensi untuk melakukan rekonstruksi 3D dari volume tepat.

[NurlailaTan]

Nama/ NIM : Nurlaila H. Tan / 10219076

• Dr. Alexander Devin Giddings adalah seorang application scientist dari sebuah perusahan science & metrology CAMECA. Yang di dalamnya ada AMETEK (Material Analysis Division) yang terbagi menjadi 3 resolusi analisis yaitu, APT (Atom Probe Tomography), SIMS, dan EPMA. Dan Dr. Devin ini berfokus memperkenalkan APT.

• Di dalam APT ini ada beberapa produk dari CAMECA, dan produk yang digunakan dalam penjelasan Dr. Devin tentang APT adalah LEAP dan EIKOS. APT dapat digunakan untuk melihat secara 3D suatu struktur material sampai ukuran micro dan nano pada bahan semikonduktor. Mengetahui letak suatu spesimen, fasanya, dislokasi, dan defect pada suatu material. Salah satu metode yang digunakan dalam APT ini adalah Field-Ion Effect yang dilihat dan diamati dengan Field Ion Microscope (FIM) dimana dengan menggunakan tegangan yang tinggi akan menghilangkan ion yang ada di permukaan material. Kemudian selain FIM ada TOF (time of flight) yang dapat membantu menyempurnakan hasil analisis suatu material (kimia), Identitas dari material dapat dihitung dari rasio massa ion terhadap keadaan muatan.

• Mungkin untuk kerbermanfaatan sebagai mahasiswa fisika adalah cenderung untuk mahasiswa yang tertarik terhadap bidang penelitian material dan nanosains. Meskipun begitu untuk mahasiswa yang belum berkeinginan untuk berkarier ke bidang ini juga bermanfaat yaitu mendapatkan pengetahuan sudah sejauh mana perkembangan teknologi nano material di luar sana.

[MalikAnshari-048]

Dr. Alexander Devin Giddings is an Application Scientist of CAMECA, a company in Gennevilliers, France. His company has produced many scientific instrumentations, including high-precision metrology devices such as Electron Probe Microanalysis (EPMA), Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), and Atom Probe Tomography (APT). The basic for these three devices were previously described briefly by Pierre-Yves Corre as the Regional Manager of CAMECA for Australia and Southeast Asia.

According to Giddings, APT can do the 3D imaging and composition measurement at once. It means that we can know the 3D shape of a sample and its composition just with a device. He claimed that APT has lateral resolution of 0.4 nm and can identify up to 80% of atoms in the sample.

For measurement, the sample is shaped into a needle of width 50-100 nm. Then, the sample is given an electric field pulse of voltage 10-15 kV at very low temperature (close enough to zero, if I was not mistaken). The pulse caused evaporation on the material's surface which later will fly into the screen. By analysing the flight time of evaporated atom, APT can figure out the composition of the sample.

With such method, APT can be used to measure the interface and grain boundary, such as their shape or size. In the other hand, it also can be used for phase transition measurement at nanoscale, including the clustering, precipitation, and growth process. Thus, APT is generally useful for measuring the material synthesis process.

Further information can be found in https://www.atomprobe.com/ or https://www.cameca.com/. (By A. A. Rahman, 10220048)

[winieamellia]

Winie Amellia Kalangi (10220055)

Dr. Alexander Devin Giddings adalah seorang ilmuwan yang memiliki fokus riset di bidang Fisika Semikonduktor. Beliau bekerja dan berkontribusi dalam perusahaan CAMECA, yakni sebuah perusahaan industri teknologi internasional yang memproduksi alat-alat instrumentasi mikroanalitik yang dapat digunakan dalam riset maupun proses kontrol. Beberapa hasil produksi CAMECA antara lain adalah Electron Probe Microanalysis (EPMA), Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Atom Probe Tomography (APT).

Dalam seminar "Application of Microanalytical and Tomography", Dr. Giddings secara khusus menjelaskan terkait salah satu produk CAMECA yaitu Atom Probe Tomography (APT). APT merupakan alat yang dapat dimanfaatkan untuk menentukan identitas dan posisi atom-atam dalam suatu material. Kelebihan APT daripada metode atau alat-alat lain ialah menjadi satu-satunya instrumen yang memberikan pencitraan sekaligus analisis komposisi 3D dengan resolusi mendekati atom dan sensitivitas ppm. Di tahap awal pembentukannya, aplikasi dari APT masih sangat terbatas dimana ia hanya mampu menganalisis material konduktor seperti logam. Namun, dalam 10 hingga 15 tahun terkahir, APT telah berkembang pesat sehingga mampu menyediakan informasi dari berbagai tipe material seperti semikonduktor, keramik, dan juga struktur kompleks (material geologi dan biomineral).

Dr. Giddings menjelaskan cara kerja metode APT secara sederhana seperti yang dapat ditonton pada tautan YouTube* yang dapat diakses pada bagian bawah tulisan ini. APT diawali dengan mempersiapkan material yang akan dianalisis hingga berbentuk seperti jarum kecil dengan radius 50-100 nm. Jarum ini dibekukan pada ruangan bertemperatur lebih rendah daripada sisi gelap bulan (temperatur sisi gelap bulan ~ 160°C) untuk mempertahankan posisi atomnya. Jarum ini kemudian diberikan tegangan listrik tinggi yaitu 10-15 kV. Proses ini menimbulkan medan listrik yang menyebabkan satu per satu atom lepas dari permukaan material (jarum) tersebut. Atom ini akan ditangkap oleh suatu detektor sehingga dapat diperoleh informasi terkait komposisi dari material yang digunakan.

Metode APT ini sangat menarik dan bermanfaat bagi perkembangan teknologi nano di dunia. Sebagai mahasiswa Fisika, pengetahuan terkait teknik APT dapat bermanfaat dalam riset dan penelitian yang mungkin dilakukan. Selain itu, fakta adanya perkembangan teknologi nano, seperti pada APT, juga dapat membuka berbagai peluang karier di masa depan.

Referensi: *https://www.youtube.com/watch?v=CXiDO4vjfVg

[MaynardoPS]

Nama : Maynardo Pratama Soegianto NIM : 10220063

Dr. Alexander Devin Giddings atau biasa dipanggil Dr. Giddings merupakan ilmuwan yang berfokus pada bidang semikonduktor di perusahaan CAMECA, perusahaan yang bergerak di bidang sains dan metrologi. CAMECA sendiri mengembangkan berbagai teknologi pengukuran seperti spektrometer dan ATP (Atom Probe Tomography).

APT merupakan suatu alat yang dapat memberikan citra 3 dimensi dari suatu sampel, serta dapat memberikan informasi terkait unsur kimia apa saja yang dikandungnya. Mula-mula, suatu sampel akan dibentuk seperti ujung pensil dengan ukuran 50-100 nm. Selanjutnya, akan diberikan suatu potensial pada bahan sehingga atom-atom akan terionisasi dan berpindah ke detektor akibat adanya medan listrik di sekitarnya. Setelah dilakukan pengolahan dan penggabungan data, citra 3 dimensi sampel beserta informasi komposisi unsurnya dapat diperoleh.

Sebagai mahasiswa program sarjana fisika, alat ini dapat bermanfaat untuk mengamati struktur dan komposisi dari suatu senyawa yang disintesis, misal pada bidang material ataupun fotonik.

Pengembangan lebih lagi dari APT ini adalah menggabungkan perangkat ini dengan perangkat metrologi yang lain, seperti EDX dan TEM. Diharapkan bahwa gabungan perangkat ini dapat memberikan informasi yang lebih lengkap terkait suatu sampel beserta peningkatan resolusi yang lebih baik lagi.

[cyukis]

Nama: Christopher Yuki Sutanto NIM: 10220056

Dr. Alexander Devin Giddings, an applied scientist at CAMECA Instruments, earned his Bachelor's in Mathematics and Physics from the University of Warwick and completed a Ph.D. at the University of Nottingham, specializing in Spintronics Semiconductors.

His current focus revolves around Atom Probe Tomography (APT), a microscopic technique delivering unparalleled 3D atom-by-atom imaging of materials with high spatial and chemical resolution. APT uniquely enables comprehensive 3D imaging and atomic-scale chemical composition analysis, finding applications in materials science, metallurgy, and semiconductor research.

APT's expansion to geological samples involves exploring its potential for nano-scale mineral analysis. Originally designed for metals, APT has been significantly enhanced to study non-conductive materials like minerals, ceramics, and insulators. This capability is invaluable to geologists, revealing mineral chemical compositions and aiding comprehension of their formation, encompassing minerals from pyrite to calcite and even biominerals like those from shellfish shells and fossilized eggshells.

As physics undergraduate students, APT's significance lies in understanding atomic arrangements within chemical elements and identifying unknown materials or compounds in final projects.

The future plan for APT involves integrating it with EDX to enhance efficiency in nano-scale electronic devices. This merger aims to provide more dependable analyses and utilize EDX on structures, offering references for precise 3D volume reconstructions.

[emahdyt]

Ermas Hidayati-10220051

Dr. Alexander Devin Giddingis seorang lulusan S1 dari jurusan matematika dan fisika di UNiversitas Warwick kemudian melanjutkan S3 di Universitas Nottingham jurusan Semikonduktor Spintronik. Beliau sekarang bergabung dalam CAMECA Instrument.

Sekarang beliau sedang mengembangkan produk APT ( Atom Probe Tomography), merupakan sebuah teknik untuk melihat citra dari atom dalam 3D (melihat atom demi atom). Salah satu metode yang digunakan dalam teknik APT adalah Field-Ion-Effect yang dapat diamati dengan menggunakan Field Ion Microscope (FIM). Dengan memberikan tegangan tinggi yang dapat membuat ion di permukaan material menghilang.

Terdapat berbagai macam pengaplikasian dari APT salah satunya dalam bidang geologi. Suatu sampe geologi dapat dilihat kandungan mineralnya (skala nano) dengan menggunakan APT. Pada awalnya alat yang digunakan dirancang untuk logam, kemudian dilakukan pengembangan sehingga juga dapat digunakan bahan non-konduktif.

Sebagai mahasiswa, menurut saya teknik APT sangat berguna untuk melihat bagaimana isi di dalam sebuah atom sehingga dapat diketahui lebih banyak karakteristik yang mungkin saja belum diketahui.

Dalam proses pengembangannya, CAMECA membuat variasi instrumen APT seperti LEAP 6000 XR, Invizo 6000, dan EIKOS dengan melakukan kerja sama bersama GPM- Materials Research Group-Rouen University, Perancis.

[gitaameliiaa]

Gita Amelia Marianto Limbong 10220018

1. Dr. Alexander Devin Giddings has background in semiconductor. He is a scientist in a company named CAMECA (Société par Actions Simplifiée ; www.cameca.com). This company focus on instrument of microanalitycs and metrology and has several famous and useful products, such as APT, SIMS, EPMA. The products can be applied in many fields, it can be used for 4 big fields, semiconductors and electronics (silicon, thin films, nanowires, optoelectronics, etc), life and enviromental sciences (cell biology, naurosciences, oncology, pharmacology, etc), materials metals and nuclear science (thins films and coatings, LED, OLED, etc), earth and planetary sciences (petrology, gemology, mineralogy, geology, etc).

2. Product that explained by Mr. Giddings is Atomic Probe Tomography (APT). APT works with evaporating the sample in the surface using sharp tip, leading to inoization. It utilizes a detector that can simultaneously measure the time and position parameters of ions. APT can give us 3D imaging with high sensitivity of material that represent position and identity of each atom in the material. APT has weakness, it has drawbacks like prolonged sample acquisition time and a limited sample volume.

3. Physical principle that used in APT is field ionization (a sharp needle-like specimen undergoes field ionization in a high-vacuum environment) and basic properties of atom (mass, radius, etc)

4. As a undergraduate student who is interest in earth physics. APT can help analyze elements at the atomic level in minerals and rocks, facilitating a deep understanding of geochemical processes, and the evolution of geological materials. Can provide critical insights for geoscience research and natural resource exploration.

[BracchialisG]

Rekryanta 10220067

Dr. Alexander Devin Giddings adalah seorang ilmuwan aplikasi di CAMECA, sebuah perusahaan yang berfokus pada sains dan metrologi di bawah divisi Analisis Bahan dari AMETEK. Divisi tersebut mencakup tiga teknik analisis resolusi: Atom Probe Tomography (APT), Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Electron Probe Microanalysis (EPMA). Dr. Devin berfokus pada pengenalan APT, dengan menyoroti produk seperti LEAP dan EIKOS. APT memungkinkan visualisasi 3D struktur material pada skala mikro dan nano dalam bahan semikonduktor, memberikan informasi tentang lokasi spesimen, fasa, dislokasi, dan cacat pada suatu material. Efek Field-Ion, diamati melalui Field Ion Microscope (FIM), merupakan metode kunci, di mana tegangan tinggi menghilangkan ion dari permukaan material. Selain itu, Time-of-Flight (TOF) digunakan untuk meningkatkan analisis material dengan menghitung rasio massa ion terhadap muatan untuk identifikasi material.

Informasi ini berharga bagi mahasiswa fisika, terutama bagi yang tertarik dalam penelitian material dan nanosains. Bahkan bagi mahasiswa yang tidak berniat berkarier di bidang ini, hal ini memberikan wawasan tentang perkembangan teknologi nano-material.

Dr. Alexander Devin Giddings adalah fisikawan yang mengkhususkan diri dalam Fisika Semikonduktor dan bekerja sebagai peneliti di CAMECA, sebuah perusahaan teknologi internasional yang memproduksi instrumen mikroanalitik untuk riset dan kontrol proses. Produk-produk CAMECA meliputi Electron Probe Microanalysis (EPMA), Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Atom Probe Tomography (APT).

Dalam seminar "Aplikasi Mikroanalitik dan Tomografi", Dr. Giddings secara khusus membahas Atom Probe Tomography (APT), menekankan kemampuannya untuk menentukan identitas dan posisi atom dalam suatu material. APT unggul dalam menyediakan pencitraan 3D dan analisis komposisi dengan resolusi mendekati atom dan sensitivitas ppm. Awalnya terbatas pada analisis material konduktif seperti logam, APT telah berkembang pesat dalam 10 hingga 15 tahun terakhir, memperluas aplikasinya ke berbagai jenis material, termasuk semikonduktor, keramik, dan struktur kompleks seperti material geologi dan biomineral.

Dr. Giddings menjelaskan cara kerja metode APT secara sederhana dalam tautan video YouTube yang disediakan di bawah tulisan ini. APT dimulai dengan mempersiapkan material menjadi bentuk jarum kecil dengan radius 50-100 nm. Jarum ini dibekukan pada suhu lebih rendah dari sisi gelap bulan (sekitar -160°C) untuk mempertahankan posisi atomnya. Jarum ini kemudian diberikan tegangan listrik tinggi, yaitu 10-15 kV. Proses ini menciptakan medan listrik yang menyebabkan atom lepas satu per satu dari permukaan material (jarum). Atom ini ditangkap oleh suatu detektor, memberikan informasi tentang komposisi material yang digunakan.

Metode APT ini menarik dan bermanfaat bagi perkembangan teknologi nano di seluruh dunia. Bagi mahasiswa fisika, pemahaman tentang teknik APT dapat berkontribusi pada riset dan studi masa depan. Selain itu, kesadaran akan kemajuan teknologi nano, seperti pada APT, juga membuka berbagai peluang karier di masa mendatang.

[elsbthbunga]

Elisabeth Bunga 10220068

Dr. Alexander Devin Giddings adalah seorang ilmuwan yang fokus pada fisika semikonduktor. Beliau bekerja dan berkontribusi pada perusahaan industri teknologi internasional CAMECA, yang membuat alat-alat instrumentasi mikroanalitik untuk proses penelitian dan kontrol. Electron Probe Microanalysis (EPMA), Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Atom Probe Tomography (APT) adalah beberapa produk CAMECA.

APT (Atom Probe Tomography) adalah produk yang saat ini beliau ujikan. Atom Probe Tomography adalah teknik mikroskop yang memungkinkan pencitraan atom-demi-atom 3D pada material dengan kombinasi resolusi spasial dan kimia yang sangat tinggi. Ini adalah satu-satunya metode analisis material yang memungkinkan pencitraan dan pengukuran komposisi kimia pada skala atom. Berbagai bidang, seperti ilmu material, metalurgi, dan penelitian semikonduktor, menggunakan APT. Beberapa produk CAMECA termasuk dalam APT ini, dan LEAP dan EIKOS adalah produk yang digunakan dalam penjelasan Dr. Devin tentang APT. APT memungkinkan untuk melihat struktur material secara 3D pada bahan semikonduktor hingga ukuran nano dan mikro. tahu di mana spesimen berada, apa sifatnya, di mana ia terletak, dan cacat apa pun pada material. Atom Probe Tomography adalah teknik mikroskopi yang memungkinkan pencitraan struktur material pada tingkat atom. Metode ini menggunakan medan listrik tinggi untuk meraih atom secara bertahap dari sampel, kemudian menganalisis massa dan posisi mereka dengan presisi tinggi. Prinsip dasarnya melibatkan ionisasi atom dari sampel dan deteksi individu atom untuk membangun representasi spasial yang akurat.

Sebagai mahasiswa fisika, topik ini memberikan wawasan mendalam tentang teknik analisis material yang sangat canggih. Selain itu juga memperluas pengetahuan tentang prinsip dasar fisika terkait atom dan interaksi medan listrik.

[tsaniyahhz]

Tsaniyah Rafelia Zahrah 10220076

Dr. Devin Giddings merupakan seorang Ilmuwan Aplikasi dari perusahaan CAMECA Instruments di Asia. Electron Probe Microanalysis (EPMA), Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Atom Probe Tomography (APT) merupakan beberapa contoh hasil produk CAMECA.

Pada seminar kali ini, Dr. Giddings memberikan penjelasan lebih jauh mengenai salah satu produknya, APT atau Atom Probe Tomography. APT dapat dimanfaatkan dalam penentuan identitas dan posisi atom-atam dalam suatu material. Alat ini dapat melakukan pencitraan 3D dan analisis komposisi kimia pada skala atom dengan sensitivitas tinggi. APT dibuat dengan menggunakan konsep fisika berupa proses ionisasi dan pembentukkan medan listrik yang menyebabkan satu per satu atom lepas dari permukaan material. Nantinya, atom yang terlepas ini akan ditangkap oleh suatu detektor sehingga didapatkan informasi terkait komposisi material.

Dalam beberapa tahun terkahir, APT mengalami perkembangan dalam penyediaan berbagai informasi dari berbagai tipe material seperti semikonduktor, keramik, dan juga maerial dengan struktur kompleks. Meskipun demikian, APT masih memiliki kekurangan dalam hal waktu dan volume pengambilan sampel. Pengembangan lebih lanjut dari APT dapat dilakukan dengan mencoba menggabungkan perangkat ini dengan perangkat metrologi yang lain. Sehingga nantinya, didapatkan informasi yang lebih lengkap.

Sebagai mahasiswa fisika, teknologi sangat menarik untuk dipelajari dan diterapkan dalam perkuliahan yang membahas karakterisasi material.

[clarissastvn]

Nama : Clarissa Stevania Pratami NIM : 10220042

Dr. Alexander Devin Gidding merupakan seorang ilmuwan fisika yang bergabung di CAMECA Instrument. Beliau merupakan lulusan University of Warwick dan telah selesai melanjutkan gelar Ph.D di University of Nottingham dengan spesialis keilmuan fisika semikonduktor.

Atom Probe Tomography (APT) menjadi produk yang sedang beliau kembangkan saat ini. APT merupakan teknik mikroskopik yang menghasilkan pencitraan atom-atom secara 3D dengan resolusi spasial dan sensitivitas yang tinggi. APT dapat membantu dalam menentukan identitas serta posisi dari hampir setiap atom dalam suatu material dengan skala nano sehingga APT digunakan dalam bidang material, metalurgi, dan penelitian semikonduktor lainnya. Pada awalnya, APT dirancang hanya untuk logam kemudian semakin ditingkatkan kinerjanya untuk mengamati material non-konduktif, seperti mineral, isolator, serta keramik. Hal ini dapat memudahkan untuk mengamati komposisi kimia serta prose pembentukannya dalam material tersebut.

Sebagai mahasiswa fisika, teknologi ini sangat penting dan menarik untuk digunakan terutama dalam bidang karakteristik material sehingga dapat mempermudah dalam memahami struktur serta komposisi atom dalam suatu material. APT dapat meningkatkan perkembangan teknologi nano serta memperluas peluang karier di masa depan.

[fatihahjazaaufa]

Fatihah Jaza Aufa 10220013

Dr. Giddings adalah saintis di perusahaan CAMECA. Penelitiannya berfokus pada bidang semikonduktor. Perusahaan ini bergerak di bidang instrumentasi untuk mengukur komposisi unsur dan isotop dari sebuah material sampai resolusi atom. Instrumen dari CAMECA umum digunakan untuk karakterisasi pada semikonduktor, geologi, bahkan juga biologi.

Atomic probe tomography (APT) atau yang juga dikenal dengan 3D Atom Probe merupakan teknik analisis material untuk memperoleh gambar 3 dimensi serta komposisi material pada skala atomik. Untuk melakukan pengukuran, material yang akan dijadikan sampel dibentuk menyerupai jarum dengan ukuran 50-100 nm. Metode yang umum digunakan adalah electropolishing. Selanjutnya, sampel didinginkan dan diberi tegangan tinggi (3-15 kV). Akibatnya akan terbentuk medan listrik yang sangat tinggi pada ujung sampel. Kemudian, sampel diberikan pulsa laser sehingga atomnya akan mengalami evaporasi dan mengenai detektor yang memiliki efisiensi tinggi.

Sebagai mahasiswa fisika, APT akan sangat berguna untuk karakterisasi material terutama untuk nanomaterial. Selain itu, APT juga dapat digunakan untuk studi struktur batuan.

Rencana pengembangan selanjutnya dari CAMECA berkaitan dengan preparasi sampel, mengingat prosesnya tidak mudah dan membutuhkan keterampilan. Pengembangan lainnya mengenai peningkatan efisiensi deteksi ion (saat ini 50-80%).

[Voxxis11]

Ahmad Rinaldi Arbie 10220035

Dr. Alexander Devin Gidding adalah seorang scientist di bidang semikonduktor yang bekerja untuk perusahaan CAMECA. Perusahaan ini termasuk perusahaan terkemuka di dunia yang menyediakan peralatan mikroanalisis dan metrologi untuk penelitian dan pengendalian proses. Instrumen mereka mampu mengukur komposisi unsur dan isotop dalam material hingga tingkat resolusi atom, dan digunakan oleh laboratorium pemerintah, universitas, serta perusahaan industri teknologi mutakhir di seluruh dunia. CAMECA fokus untuk memenuhi kebutuhan karakterisasi yang kompleks di berbagai sektor, termasuk industri semikonduktor. Beberapa produk CAMECA yang terkenal adalah Atome Probe Tomography (APT), Electron Probe Microanalysis (EPMA), dan Secondary Ion Mass Spectrometry. Produk - produk CAMECA memiliki peran penting dalam berbagai kajian keilmuan mulai dari semiconductor & electronics biasanta digunakan dalam full wafer mapping dan lain sebagainya. Kemudian, materials, metals, and nuclear science aplikasinya untuk coating control, particle analysis dan lainnya. Selain itu, produk CAMECA berguna pada kajian earth & planetary sciences juga pada life & enviromental sciences.

APT memiliki kemampuan untuk memberikan citra 3D dan mengukur komposisi kimia pada skala atom dengan resolusi 0.1-0.3 nm. Sampel disiapkan dengan bentuk yang sangat tajam. ujung yang tajam ini didinginkan dan diberi tegangan tinggi arus DC 3-15 kV. Radius yang sangat kecil pada bagian ujung dan tegangan tinggi membangkitkan medan elekktrostatik yang sangat tinggi (puluhan volt per nanometer) di permukaan ujung material, tepat di bawah titik penguapan atom. Dengan menggunakan pulsa laser atau tegangan tinggi, satu atau lebih atom dapat menguap dari permukaan ujung karena efek medan (sekitar 100% ionisasi), dan atom-atom tersebut diproyeksikan ke Detector Posisi Sensitive (PSD) dengan efisiensi deteksi yang sangat tinggi, mencapai hingga 80%. Ini merupakan efisiensi analisis tertinggi dibandingkan dengan metode mikroskopi 3D lainnya. Detektor ini mampu mengukur secara bersamaan waktu mengambangnya ion menuju detektor dan posisi (x,y) serta urutan kedatangan ion pada detektor. Proses ini terjadi secara berulang sehingga akan diperoleh gambar 3D material.

Sebagai mahasiswa fisika ada beberapa keuntangan yang bisa kita dapatkan denagn hadirnya teknologi-teknologi ini. Dalam kuliah-kuliah material tentu mahasiswa dapat memahami struktur dan komposisi material yang telah teramati menggunakan teknologi APT dan lainnya. Kita juga punya peluang untuk langsung menggunakan APT, EPMA, atau SIMS dan berkontribusi pada penelitian dan pengembangan teknologi-teknologi terkemuka di berbagai bidang. Hadirnya teknologi seperti ini juga dapat memantik semangat mahasiswa untuk mengkaji lebih lanjut penerapan-penerapan konsep fisika.

CAMECA terus gencar melakukan pengembangan instrumen-instrumen karakterisasi material dengan analitical lateral resolution yang lebih kecil sehingga karakterisasi material dapat dilakukan pada skala yang lebih kecil lagi.

[ElizabethMichele]

10220004 - Elizabeth Michele

Seminar "Application of Microanalytical and Tomography" oleh Dr. Giddings pada 15 November 2023

Dr. Giddings dan Perusahaan Dr. Alexander Devin Giddings, seorang pakar di bidang fisika semikonduktor, berperan sebagai ilmuwan di CAMECA, perusahaan terdepan dalam produksi instrumen mikroanalitik dan metrologi. CAMECA menangani berbagai aplikasi mulai dari semikonduktor dan elektronik hingga ilmu kebumian dan nuklir, dengan beberapa produk terkenal seperti APT, SIMS, dan EPMA.

Produk Fokus khusus Dr. Giddings adalah pada Atom Probe Tomography (APT), sebuah teknologi revolusioner yang memungkinkan analisis komposisi kimia dan pencitraan 3D pada tingkat atom dengan sensitivitas tinggi. APT ini unik karena kemampuannya menguapkan atomik pada ujung yang sangat tajam dan melakukan ionisasi, lalu mengukur waktu dan posisi ion yang terionisasi.

Prinsip Fisik Metode Prinsip fisik yang menjadi dasar APT adalah ionisasi medan dan karakteristik dasar atom seperti massa dan radius. Proses ini memungkinkan APT untuk melakukan analisis komposisi dan struktur material pada skala yang sangat kecil, yakni pada tingkat atom.

Manfaat bagi Mahasiswa Fisika Sebagai mahasiswa fisika, teknologi APT sangat bermanfaat, terutama dalam bidang fisika zat padat dan geofisika. APT menyediakan alat yang mumpuni untuk menganalisis dan memahami material pada level atom, sangat penting untuk riset yang mendalam di bidang ini.

Rencana Masa Depan Terkait Metode atau Perusahaan Untuk masa depan, CAMECA berkomitmen mengembangkan lebih jauh teknologi APT, mengatasi batasan-batasan yang ada seperti waktu pengambilan sampel yang panjang dan ukuran sampel yang terbatas. Melalui inovasi berkelanjutan, CAMECA telah mengembangkan berbagai varian baru instrumen APT, membuka peluang untuk kemajuan lebih lanjut dalam teknologi nano dan material canggih, yang tentunya sangat menjanjikan bagi mahasiswa fisika yang berkecimpung dalam riset dan teknologi terkini.

[keziaalodiac]

Nama : Kezia Alodia NIM : 10220009

Dr. Alexander Devin Giddings, seorang ilmuwan dalam fisika instrumentasi terutama di bidang semikonduktor, menjadi bagian dari tim CAMECA, sebuah perusahaan terkemuka yang menggarap aplikasi semikonduktor, teknologi elektronik, serta studi di bidang kebumian dan nuklir. Produk-produk seperti APT, SIMS, dan EPMA adalah hasil dari kerja keras perusahaan ini.

Produk yang saat ini sedang Dr. Giddings kembangkan adalah Atom Probe Tomography (APT), sebuah teknologi yang dapat menganalisis komposisi kimia dan menciptakan gambaran 3D pada tingkat atom dengan tingkat sensitivitas yang luar biasa. Keunikan APT terletak pada prosesnya yang mampu menguapkan atom secara presisi pada ujung tajam, kemudian melakukan ionisasi, serta memetakan waktu dan posisi ion yang dihasilkan. Kemampuan ini tidak diperoleh dalam waktu yang singkat. Pada awalnya, APT hanya mampu menganalisis konduktor seperti logam. Membutuhkan waktu selama 10-15 tahun untuk APT dapat melakukan analisis kepada berbagai jenis material seperti sekarang.

Prinsip dasar APT terletak pada proses ionisasi medan dan karakteristik atom seperti massa serta radiusnya. Melalui proses ini, APT mampu merunut komposisi dan struktur material hingga ke tingkat atom. Proses kerjanya melibatkan beberapa tahapan penting yang meliputi persiapan sampel, manipulasi atomik, ionisasi, dan deteksi.

• Persiapan sampel Disiapkan sebuah material berbentuk jarum kecil dengan radius 50-100 nm.
• Manipulasi Atomik Jarum yang telah disiapkan ditempatkan dalam lingkungan yang sangat terkontrol. Jarum ini dibekukan pada suhu yang jauh lebih rendah daripada temperatur sisi gelap bulan (~160°C) agar posisi atom tetap terjaga.
• Ionisasi Tegangan listrik yang tinggi menciptakan medan listrik yang menyebabkan atom-atom pada permukaan jarum mengalami proses ionisasi. Atom yang terionisasi kemudian terlepas dari permukaan sampel dan ditangkap oleh detektor.
• Deteksi dan analisis Detektor mengukur waktu dan posisi dari atom yang terlepas, membentuk data yang merekam posisi dan identitas atom yang terdapat dalam sampel. Data ini kemudian dianalisis untuk membangun gambaran tiga dimensi dari sampel, menunjukkan distribusi atom secara spesifik.

Sebagai mahasiswa, saya merasa teknologi APT ini sangat bermanfaat dalam studi fisika zat padat. APT dapat menganalisis material pada level atom, sehingga hal ini sangat berguna bagi mahasiswa yang memilih riset dengan topik tersebut. CAMECA memiliki komitmen untuk melanjutkan dedikasi dan kerja keras dalam menyempurnakan APT. CAMECA juga berusaha untuk terus berinovasi menciptakan variasi instrumen APT.

[dianatan]

Diana Tanoto - 10220038

Dr. Alexander Devin Giddings adalah seorang ilmuwan dari CAMECA, perusahaan yang bergerak pada bidang sains dan metrologi. Beberapa produk dari perusahaan CAMECA yaitu Atome Probe Tomography (APT), Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Electron Probe Microanalysis (EPMA). Pada kesempatan kali ini, beliau membawakan materi mengenai Atom Probe Tomography (APT).

APT merupakan alat yang mampu untuk menentukan posisi dan jenis atom pada suatu material. APT dapat menghasilkan pencitraan 3D dengan resolusi yang mendekati tingkat atom dan memiliki sensitivitas kimia yang sangat tinggi. Pada prosesnya, sampel yang digunakan akan dibentuk menjadi ujung yang sangat tajam, kemudian didinginkan dan diberi tegangan DC yang tinggi (3-15 kV). Akibatnya, akan tercipta medan elektrostatik yang sangat tinggi pada permukaan ujung. Dengan efek dari pemancaran laser, atom akan menguap dari permukaan melalui efek medan, dan kemudian diproyeksikan pada _Positive Sensitive _Detector__ (PSD) dengan efisiensi deteksi yang sangat tinggi.

Sebagai mahasiswa sarjana fisika, APT akan sangat bermanfaat dalam menunjang pengetahuan pada bidang nanomaterial, seperti analisis karakteristik atom pada suatu material, serta menunjang penelitian yang dilakukan pada bidang yang terkait.

Untuk kedepannya, CAMECA akan terus mengembangkan APT, salah satunya yaitu dengan mengkombinasikan APT dengan EDX. Dari penggabungan tersebut, diharapkan adanya peningkatan efisiensi dalam perangkat elektronik skala nano.

[azkabudiman21]

Nama : M. Azka Budiman NIM : 10219056

Dr. Alexander Devin Giddings adalah seorang ilmuwan fisika dan pakar di bidang semikonduktor. Dr. Giddings merupakan bagian dari ilmuwan di CAMECA, supplier instrumentasi mikroanalitik dan metrologi terkemuka di dunia untuk penelitian dan process control. Beberapa produk yang dihasilkan oleh CAMECA antara lain Atome Probe Tomography (APT), Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Electron Probe Microanalysis (EPMA). Pada seminar kali ini, Dr. Giddings berfokus pada APT.

APT memiliki prospek menarik yang dapat menentukan identitas dan posisi hampir setiap atom dalam sebuah material, memberikan analisis unsur pada material yang diuji. Dengan kemampuan sistem APT terbaru untuk menghasilkan informasi 3D dengan resolusi atom yang hampir sempurna dan memiliki sensitivitas kimia yang baik, teknik ini digunakan untuk menganalisis segala material mulai dari mineral tertua hingga nanomaterial terbaru. Walaupun pada perkembangan awalnya penggunaannya terbatas karena hanya dapat menganalisa material dengan konduktivitas listrik yang baik seperti logam, namun sekarang APT dapat menghasilkan informasi dan pencitraan 3D yang baik untuk berbagai jenis sampel, yang di antaranya adalah semikonduktor. Prinsip fisika yang dipakai pada APT adalah berkaitan dengan field evaporation yang mengakibakan lapisan-lapisan atom disingkirkan untuk mendeteksi posisi asli dari tiap atom pada sampel. Informasi yang didapatkan ini digunakan untuk menghasilkan image 3D.

Sebagai mahasiswa undergraduate , pembahasan mengenai APT ini dapat membantu saya dalam menambah wawasan terkait 3D imaging yang memiliki kualitas yang baik. Terutama sebagai mahasiswa yang tertarik dengan fisika medis, saya jadi tertarik bagaimana penggunaan APT dapat dimanfaatkan untuk bidang tersebut.

[rafifprastya]

Rafif Prastya (10220033)

Dr. A. D. Giddings adalah ilmuwan aplikasi untuk CAMECA Instruments, sebuah peran di mana ia berfokus untuk mendukung komunitas probe atom di Asia. Beliau memiliki pengalaman yang luas dalam menggunakan APT di lingkungan komersial di seluruh dunia, setelah bekerja dengan instrumen LEAP dan EIKOS di Toshiba, TSMC dan cabang-cabang CAMECA di Amerika Serikat, Jepang, dan Korea, serta dengan berbagai universitas dan lembaga penelitian.

Atom Probe Tomography (APT) adalah teknik mikroskopi lanjutan yang digunakan untuk mengkarakterisasi bahan pada tingkat atom. Teknik ini memungkinkan pengukuran posisi atom secara individual dalam sampel padat dengan resolusi spasial yang sangat tinggi. Tomografi Atom atau yang sering disebut 3D Atom Probe (APT) adalah metode analisis material yang digunakan untuk mendapatkan citra tiga dimensi dan komposisi material pada tingkat atom. Untuk melakukan pengukuran, bahan yang akan diuji dibentuk menjadi bentuk jarum dengan ukuran sekitar 50-100 nm. Proses yang umum digunakan untuk ini adalah elektropolishing. Setelah itu, sampel didinginkan dan diberikan tegangan tinggi (3-15 kV), menciptakan medan listrik yang kuat di ujung sampel. Selanjutnya, sampel diberi pulsa laser, menyebabkan atom menguap dan diarahkan ke detektor yang memiliki efisiensi tinggi.

Sebagai mahasiswa fisika, APT dapat membantu memahami dan merancang material nano dengan sifat-sifat khusus. Ini penting dalam pengembangan perangkat nanoelektronika dan nanomaterial lainnya. CAMECA memiliki tekad untuk terus mengembangkan teknologi Atom Probe Tomography (APT) dengan fokus mengatasi batasan yang ada, seperti waktu pengambilan sampel yang lama dan ukuran sampel yang terbatas. Dengan pendekatan inovatif yang berkelanjutan, CAMECA telah menciptakan variasi baru dari instrumen APT, membuka peluang untuk kemajuan lebih lanjut dalam bidang teknologi nano dan material canggih. Hal ini tentu merupakan peluang yang menjanjikan bagi mahasiswa fisika yang tertarik dan terlibat dalam riset dan teknologi terkini.

[purwariadi]

Purwa Satria Ariadi 10219109

Dr. Alexander Devin Giddings berasal dari perusahaan Cameca, perusahaan yang berfokus pada bidang ilmu pengetahuan dan metrologi. Dr. Davin mempresentasikan tentang dasar Atom Probe Tomography (APT) dan penerapannya pada penelitian. APT adalah alat pengukuran yang dapat menentukan identitas dan posisi hampir setiap atom dalam suatu bahan, memberikan analisis elemental yang terakhir. Sistem APT terbaru mampu menghasilkan informasi 3D dengan resolusi sampai atom dan memiliki sensitivitas kimia yang sangat besar hingga ke bagian atom.

Analisis Komposisi dan Gambar Komposisional adalah dua metode utama APT. APT didasarkan pada efek ion partikel. Operasi atom-probe dimulai dengan penguapan atom dari sampel pada suhu dan tegangan yang rendah. Pulsa medan (untuk logam) atau pulsa termal (untuk semua material) memulai penguapan ini. Analisis komposisi lokal dimulai dengan visualisasi antarmuka, analisis volume tertentu, kemampuan untuk mendidih atom, spektrum massa volume tertentu, dan akhirnya tabel komposisinya partikel. Target APT meliputi Interface; Batas Gandum (GB); Clustering, Precipitation Phase, Growth, dan Partitioning; Properties of Diffusion and Implant; Dilute Species/Trace Elements; dan Defects.

saya mempelajari kemajuan dalam pengukuran instrumen yang berkaitan dengan pengukur sifat fisik objek. terutama dalam kasus di mana benda tersebut berada dalam skala nanometer atau Angstroms, yang sama dengan ukuran atom. Di masa depan, mungkin kita dapat melihat atom dalam bentuk nyata. Misalnya, kita mungkin akhirnya tahu apakah atom memiliki cloud elektron atau tidak.

[DedeAditiaa]

Dede Aditia Mursalim 10220007

Dr. Alexander Devin Giddings merupakan ilmuwan aplikasi dari CAMECA Instruments. Beliau merupakan lulusan S1 dari Universitas Warwick dengan jurusan matematika dan fisika. Beliau melakukan studi lanjut S3 di Universitas Nottingham dengan jurusan Semikonduktor Spintronik.

Produk yang beliau lakukan sekarang adalah APT (Atom Probe Tomography). Atom Probe Tomography adalah teknik mikroskop yang memberikan pencitraan atom-demi-atom 3D pada material dengan kombinasi resolusi spasial dan kimia yang sangat kuat. Ini adalah satu-satunya teknik analisis material yang menawarkan kemampuan ekstensif untuk pencitraan 3D dan pengukuran komposisi kimia pada skala atom. APT digunakan dalam berbagai bidang, termasuk ilmu material, metalurgi, dan penelitian semikonduktor.

Menerapkan APT untuk sampel geologi adalah melihat potensi untuk menerapkan sampel geologi guna meneliti kandungan mineral pada skala nano. Alat ini dirancang untuk logam, tetapi sudah jauh lebih baik sehingga dapat melakukan bahan non-konduktif, seperti mineral dan keramik dan insulator. Alasannya, yang cocok sangat berharga bagi para geologi menyingkapkan komposisi kimia mineral, hal itu juga dapat membantu menentukan bagaimana mineral itu terbentuk. APT dapat mereproduksi komposisi mineral standar, seperti karbonit. Sekarang, ditetapkan untuk memperluas jenis sampel geologi yang dianalisis dengan tepat. Daftar ini sudah mencakup mineral seperti pyrite, magnetit, kuarsa dan kalsit, serta biominerals seperti biokalsit dan bioaragonit dari cangkang kerang dan fosil seperti cangkang telur.

Menurut saya sebagai mahasiswa yang sedang menjalankan kuliah, APT sangat penting dalam hal mikroskopis seperti susunan atom pada unsur kimia dan APT juga dapat digunakan untuk mengetahui (menebak) suatu bahan atau senyawa yang tidak diketahui. Sehingga keuntungan buat mahasiswa adalah dapat menerapkan APT sebagai tugas akhir mahasiswa.

Rencana masa depan dari ATP adalah menggabungkan APT dengan EDX. Alasan untuk meggabungkan adalah untuk meningkatkan efisiensi dalam perangkat elektronik pada skala nano. Gabungan EDX dengan APT hanya membuat analisis jauh lebih dapat diandalkan dan menggunakan EDX pada struktur memberi referensi untuk melakukan rekonstruksi 3D dari volume tepat.

[syakuradhya]

• Syakura Dhiya Ulhaq Mulia
• 10220073
• Resume Presentasi Dr. Alexander Devin Giddings:

Dr. Alexander Devin Giddings merupakan seorang application scientist di sebuah perusahaan yang bergerak di bidang industri khusus intrumen ilmiah, yang bernama CAMECA. Perusahaan CAMECA ini berfokus pada instrumentasi mikroanalitik dan metrologi untuk penelitian dan kontrol proses. Instrumen yang dibuat digunakan untuk mengukur komposisi unsur dan isotop dalam bahan hingga resolusi atom dan beberapa produk dari perusahaan ini, seperti Electron Probe Microanalysis (EPMA), Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Atomic Probe Tomography (APT) dapat dimanfaatkan untuk mengatasi berbagai kebutuhan karakterisasi untuk semikonduktor, nanoteknologi dan material baru, biologi, dan ilmu nuklir.

Dr. Giddings sendiri merupakan seorang saintis yang penelitiannya berfokus pada bidang semikonduktor, dan pada seminar tanggal 15 November 2023 terkait "Application of Microanalytical and Tomography", Dr. Giddings mengangkat topik terkait "Basic Atom Probe Tomography and its Application on Research". Atom Probe Tomography (APT) merupakan sebuah teknik analisis material yang dapat diterapkan untuk pencitraan 3D dan pengukuran komposisi kimia pada skala atom. APT mungkin merupakan teknik analisis yang memiliki sensitivitas tinggi pada tingkat skala nano, tetapi teknik ini masih memiliki beberapa keterbatasan dalam rekonstruksi data untuk sampel berlapis karena karena analisis datanya dapat menjadi rumit pada inteface antara wilayah yang berbeda.

APT ini bekerja dengan memanfaatkan prinsip fisika, yaitu efek ionisasi medan. Pada prinsip kerja ini, probe atom menggabungkan mikroskop ion medan dengan spektrometer massa waktu-cahaya (time-offlight mass-spectrometer). Dalam pengoperasiannya, bahan yang akan dipelajari dibuat menjadi spesimen berbentuk jarum dengan diameter puncak 50- 100 nm untuk kemudian akan dikenai tegangan tinggi. Hal ini akan menciptakan medan listrik pada puncak yang cukup sehingga dengan bantuan peristiwa pemicu yang dikontrol secara hati-hati, seperti pulsa laser, ion tunggal pun dapat diuapkan/dievaporasi dari permukaan dan diproyeksikan ke arah detektor yang peka terhadap posisi.

Bagi mahasiswa program studi Fisika sendiri, teknik APT ini akan sangat bermanfaat dalam melakukan analisis pada material dengan skala kecil (nanomaterial), di mana dapat dilakukan pengukuran terhadap interfaces, phse precipitation and growth, implat/diffusion profiles, dilute species/trace element, defect, dan grain boundaries (GB) dari setiap objek yang ingin diteliti.

Untuk pengembangan lebih lanjut, APT ini akan coba diaplikasikan untuk beberapa material berbeda. Namun, dengan semakin banyaknya variasi bahan, semakin banyak pula tuntutan terhadap metode untuk menghasilkan spesimen berbentuk jarum (metode dalam preparasi sampel). Oleh karena itu, CAMECA akan melakukan pengembangan lebih lanjut untuk persiapan sampel. Selain itu, para peniliti CAMECA juga ingin melakukan peningkatan pada efisiensi pendeteksian ion, di mana saat ini, efisiensi deteksi ion terbaik ada di rentang 50 - 80%. Pengembangan lebih lanjut juga dilakukan pada algoritna rekontruksi 3D dengan menggabungkan teknik APT dengan TEM (Transmission Electron Microscopy) untuk medapatkan informasi yang lebih lengkap dan akurat terkait sampel, seperti dimensi, sudut, dan endapan yang ada.

• Dokumentasi:

[andrewanggoh]

• Nama : Andrew Oksner Anggoh
• NIM : 10220012
• Resume :

Dr. Alexander Devin Giddings atau yang disapa Dr. Devin adalah seorang ilmuwan yang bergerak pada bidang semikonduktor. Beliau merupakan ilmuwan dari company CAMECA Instruments. CAMECA Instruments berada di dalam grup AMETEK dan merupakan pemasok perdana mikroanalitik dan metrologi untuk riset dan aplikasi kontrol proses di dunia. Instrumen tersebut tidak hanya berguna untuk pencitraan tetapi juga untuk analisis.

Ada 3 teknik dalam mengukur demental dan/atau komposisi isotopikal dari mikrovolume sama nanovolume pada permukaan – permukaan benda padatan. Mulai dari Electron Probe Micro Analytics (EPMA), Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), dan Atom Probe Tomography (APT). Pada kesempatan kali ini, Dr. Devin membahas mengenai pengenalan terhadap Atom Probe Tomography (APT).

Atom Probe Tomography (APT) menawarkan 2 hal yang menjadi kelebihan dari instrumen ini, yaitu resolusi spasial 3-dimensi dan sensitivitas untuk komposisi kimiawinya. APT bekerja pada Field-ion Effect. Pertama, sampel disiapkan dalam bentuk jarum yang sangat kecil. Ujung jarum tersebut didinginkan dan diberi tegangan DC tinggi (3 – 15 kV) sehingga menginduksi medan elektrostatis yang sangat tinggi pada permukaan ujung tepat di bawah titik penguapan atom. Kemudian, satu atau lebih atom diuapkan dari pemukaan melalui efek medan ion yang telah disebutkan sebelumnya dan diproyeksikan pada detektor dengan efesiensi yang sangat tinggi. Detektor tersebut nantinya akan merekonstruksi pencitraan.

APT dapat diterapkan atau dimanfaatkan di berbagai bidang, terutama bidang terkait karakterisasi komposisi nanoscience 3-dimensi. Ada 7 objektif dari pengukuran menggunakan APT, yaitu interfaces, grain boundaries, clustering, phase precipitation, diffusion & implant profiles, dilute specises/trace elements, and defects. Untuk ke depannya, metode ini sedang tahap pengembangan oleh CAMECA untuk memanfaatkan Artificial Intelligence (AI).

[ArkanantaR]

Arkananta Rasendriya (10220014)

Dr. Alexander David Giddings is one of the scientists who works for CAMECA, a world-leading supplier of microanalytical and metrology instrumentation for research and process control. CAMECA focus their service on several method: Electron Probe Microanalysis (EPMA), Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), and Atomic Probe Tomography (APT). On this guest lecture, Dr. Giddings, who is an expert in semiconductor technology, focused his discussion on APT.

APT is usually used to identify the assembly of atoms in crystal, such as semiconductor. Unlike optical or conventional electron microscopes such as Scanning Electron Microscope (SEM) or Tunneling Electron Microscope (TEM) which use light/electron pathway manipulation (either by using lenses or electric and magnetic field), APT magnification comes from a highly curved electric field. It makes ions on the crystal evaporate and by coupling it with time-of-flight mass spectroscopy, the crystal mass-to-charge ratio can be computed.

As an undergrad student who takes a research in electronic material physics, understanding of APT gives me more knowledge about crystal spectroscopy, especially for the mass spectroscopy. Furthermore, APT has some better aspects than another mass spectroscopy like Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). APT can make 3-D interpretation about the atomic position in a crystal. It is more complex than EDS which can only provide information about atomic abundance in a crystal. Thus, by using APT only or even combining it with another mass spectroscopy like EDS, the interpretation of atomic-mixed crystal can be identified better.