KAJIAN MAGNETO-OPTIC SURFACE PLASMON RESONANCE (MO-SPR) PADA NANOPARTIKEL MAGNETIK Fe3O4

SUPARDIANNINGSIH, Prof. Dr. Kamsul Abraha; Dr. Edi Suharyadi

2018 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Fenomena magneto-optik dari nanopartikel Fe3O4 telah berhasil diamati menggunakan biosensor berbasis Surface Plasmon Resonance (SPR). Nanopartikel Fe3O4 disintesis menggunakan metode co-precipitation dan dideposisikan pada prisma setengah lingkaran yang sebelumnya telah dilapisi logam emas. Laser He-Ne dengan panjang gelombang 633 nm digunakan sebagai sumber cahaya. Kurva attenuated total reflectance (ATR) diperoleh dengan membandingkan antara intensitas cahaya terpantul dan intensitas referensi pada sistem SPR. Adapun medan magnet eksternal diaplikasikan sejajar terhadap bidang sampel (in-plane) dan tegak lurus bidang sampel (out-of-plane). Peningkatan resonansi akibat adanya aktivitas magneto-optik diamati pada frekuensi plasmon. Pada konfigurasi in-plane, sudut SPR bergeser sejauh 0,03°; 0,04°; dan 0,05° di dalam pengaruh medan magnet eksternal berturut-turut sebesar 40 Oe, 50 Oe, dan 60 Oe. Ketika medan magnet diaplikasikan dalam arah yang berlawanan, sudut SPR bergeser berturut-turut sejauh -0,03°; -0,04°; and -0,05°. Akan tetapi, pergeseran sudut di dalam pengaruh medan 40 Oe dalam konfigurasi in-plane lebih kecil daripada sudut resolusi SPR sehingga dianggap tidak terjadi pergeseran. Pada konfigurasi out-of-plane, sudut SPR bergeser sejauh 0,05°; 0,06°; dan 0,07° di dalam pengaruh medan magnet eksternal berturut-turut sebesar 40 Oe, 50 Oe, dan 60 Oe. Dalam arah medan magnet sebaliknya, sudut SPR bergeser berturut-turut sejauh -0,05°; -0,07°; dan -0,08°. Fenomena tersebut menunjukkan bahwa pantulan cahaya pada bahan magnetik bersifat non-reciprocal ketika diamati di dalam pengaruh medan magnet eksternal.

The magneto-optical (MO) properties of Fe3O4 nanoparticles (NPs) was successfully investigated using Surface Plasmon Resonance (SPR)-based biosensor. Fe3O4 NPs were synthesized by co-precipitation method and deposited onto the surface of gold-coated half cylinder prism using spray method. He-Ne laser beam of wavelength 633 nm was used as light source. The attenuated total reflectance (ATR) curves of the system was obtained by dividing the reflected and reference intensity while the external magnetic field was applied in-plane and out-of-plane to the sample. A prominent resonant enhancement of magneto-optical activity was observed at the plasmon resonance frequency. In the in-plane configuration, the SPR angle shifted 0.03°, 0.04°, and 0.05° under an external magnetic field of 40 Oe, 50 Oe, and 60 Oe, respectively. In the reversed magnetic field direction, the SPR angle shifted -0.03°, -0.04°, and -0.05°, respectively. Nevertheless, the SPR angle under external magnetic field of 40 Oe is less than the resolution angle, so there is no difference in the SPR angle before and after applied magnetic field of 40 Oe. In the out-of-plane configuration, the SPR angle shifted 0.05°, 0.06°, and 0.07° under an external magnetic field of 40 Oe, 50 Oe, and 60 Oe, respectively. In the reversed magnetic field direction, the SPR angle shifted -0.05°, -0.07°, and -0.08°, respectively The non-reciprocal reflection of light was exploited under external magnetic field applied to the magnetic material.

Kata Kunci : Magneto-Optic, Surface Plasmon Resonance, Nanopartikel Fe3O4