KAJIAN MAGNETORESISTANSI PADA BIOMATERIAL DENGAN SENSOR LAPISAN TIPIS Co/Cu MULTILAYER GIANT MAGNETORESISTANCE (GMR) BERBASIS NANOPARTIKEL Fe3O4

FERAWATI ARTAULI H, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng

2015 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Telah dilakukan kajian magnetoresistansi (MR) pada nanopartikel magnetit (Fe3O4) yang difungsionalisasi dengan poliethilen glikol (PEG)-4000 dan penambahan biomolekul menggunakan sensor lapisan tipis berbasis giant magnetoresistance (GMR). Lapisan tipis yang digunakan adalah Si/Cr(5nm)/[Co(1,5nm)/Cu(x)]20/Cr(5nm) multilayer (x = 0,8; 0,9; dan 1,0 nm). Fenomena GMR dipengaruhi oleh variasi ketebalan lapisan tipis dan pelapisan nanopartikel Fe3O4 yang difungsionalisasi dengan PEG dan penambahan biomolekul yang mengganggu mobilitas momen magnetik material. Resistansi pada ketebalan lapisan tipis Cu 0,8; 0,9; dan 1,0 nm sebelum dilapisi nanopartikel magnetik ketika H = 0 masing-masing 3,70������±0,06; 3,51������±0,06; dan 2,74������±0,05������© dan ketika H = 588,82 G masing-masing 3,52������±0,06; 3,26������±0,08; dan 2,40������±0,05������©. Nilai MR ketika lapisan tipis dilapisi nanopartikel Fe3O4, Fe3O4 yang difungsionalisasi dengan PEG, dan Fe3O4 yang difungsionalisasi dengan PEG dan penambahan biomolekul masing-masing mengalami perubahan yang berbeda. Nilai resistansi setelah dilapisi nanopartikel Fe3O4 dengan variasi ketebalan lapisan Cu ketika H = 0 masing-masing 59,21������±4,04; 12,36������±0,06; dan 42,15������±0,58������© dan ketika H = 588,82 G masing-masing 19,40������±1,60; 11,71������±0,04; dan 27,53������±0,46������©. Rasio MR ketika dilapisi nanopartikel Fe3O4 masing-masing pada ketebalan lapisan Cu adalah 205,1%; 5,6%; dan 53%. Rasio MR ketika dilapisi nanopartikel Fe3O4 yang difungsionalisasi dengan PEG dan penambahan biomolekul masing-masing pada ketebalan lapisan Cu adalah 5,51%; 25,7%; dan 10,03%. Perubahan nilai MR pada lapisan tipis multilayer sebelum dan setelah pelapisan nanopartikel menunjukkan bahwa lapisan tipis Co/Cu multilayer dapat diaplikasikan sebagai sensor magnetik dan sangat potensial sebagai biosensor.

A study of magnetoresistance has been done on magnetite nanoparticle (Fe3O4) encapsulated with polyethylene glycole (PEG) and biomaterials using thin film sensor based on giant magnetoresistance (GMR). The thin film used is Si/Cr(5nm)/[Co(1.5nm)/Cu(x)]20/Cr(5nm) multilayer (x = 0.8; 0.9; dan 1.0 nm). GMR phenomenon that appears influenced by the thin film thickness variation and nanoparticle coatings which is functionalized with PEG and addition of biomolecule that effected the mobility of magnetic moment. Resistances on the Cu layer with thickness of 0.8; 0.9 nm; and 1.0 nm when H = 0 are 3.70������±0.06; 3.51������±0.06; and 2.74������±0.05 ������©, respectively, and when H = 588.82 G are 3.52������±0.06; 3.26������±0.08; and 2.40������±0.05 ������©, respectively. The value of MR when a thin film coated by Fe3O4 nanoparticles, Fe3O4 functionalized with PEG, and Fe3O4 encapsulated with PEG and addition of biomolecule undergo different changes. The value of resistance after being coated the nanoparticles Fe3O4 with a layer thickness variation Cu when H = 0, 59.21������±4.04; 12.36������±0.06; and 42.15������±0.58������© and when H = 588.82 G, 19.40������±1.60; 11.71������±0.04; and 27.53������±0.46������©, respectively. MR ratio when coated nanoparticles Fe3O4 functionalized with PEG on the thickness of each layer is 205.1% Cu; 5.6%; and 53%. MR ratio when coated nanoparticles magnetite functionalized with PEG and the addition of biomolecules on the thickness of each layer Cu is 5.51%; 25.7%; and 10.03%. The change of MR value in the thin film multilayer before and after being coated indicate that the thin film multilayer can be applied as a magnetic field sensor and it is potential as a biosensor.

Kata Kunci : Giant Magnetoresitance (GMR), Lapisan Tipis Multilayer, Nanopartikel Fe3O4, Polyethylene-glicole 4000, Biomolekul