PENGARUH KONSENTRASI NANOPARTIKEL MAGNETIK Fe3O4 TERHADAP RESPON SURFACE PLASMON RESONANCE (SPR) PADA LAPISAN TIPIS EMAS DALAM KONFIGURASI KRETSCHMANN

MAWAR OKTIVINA, Prof. Dr. Kamsul Abraha

2016 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Pengaruh dari konsentrasi nanopartikel magnetik Fe3O4 terhadap respon dari spektrum surface plasmon resonance (SPR) telah berhasil diamati. Nanopartikel magnetik Fe3O4 dengan ukuran sekitar 10,5±0,2 nm digunakan sebagai material aktif untuk meningkatkan respon SPR. Bentuk X-ray diffraction (XRD) menunjukkan bahwa nanopartikel Fe3O4 memiliki kristalinitas yang tinggi dengan struktur spinel. Sistem SPR telah berhasil dibangun dengan menggunakan kopling prisma pada konfigurasi Kretschmann dengan emas (Au) sebagai lapisan tipis yang dievaporasi secara termal di atas permukaan prisma. Laser hijau dengan panjang gelombang 543 nm digunakan sebagai sumber cahaya. Pengamatan sudut pada spektrum attenuated total reflection (ATR) menunjukkan sebuah penurunan intensitas yang cukup tajam. Hal ini dengan jelas mengindikasikan keberadaan kopling fenomena SPR pada interface permukaan lapisan tipis Au. Spektrum SPR dari massa Au yang dibuat tetap disajikan dan menghasilkan posisi dipSPR yang identik. Nanopartikel Fe3O4 dideposisi pada lapisan tipis emas sebagai lapisan ketiga dari sistem prisma/Au/Fe3O4/udara yang disintesis menggunakan metode kopresipitasi.Kemudian, pada sistem ini diamati pengaruh variasi konsentrasi nanopartikel Fe3O4 terhadap profil spektrum SPR. Konsentrasi nanopartikel Fe3O4 yaitu 1 mg/ml, 3 mg/ml, 5 mg/ml, 7 mg/ml, 9 mg/ml dan 11 mg/ml yang menghasilkan pergeseran sudut SPR masing-masing sebesar 0,1 derajat;0,3 derajat; 0,5 derajat; 0,7 derajat; 0,9 derajat dan 1,0 derajat. Sudut dip SPR bergeser ke arah sudut datang yang semakin tinggi. Berdasarkan hasil penelitian, pemberian nanopartikel Fe3O4 pada sistem prisma/Au menyebabkan pergeseran sudut SPR. Selain itu,peningkatan konsentrasi Fe3O4 berpengaruh terhadap pergeseran sudut SPR yaitu semakin besar konsentrasi nanopartikel Fe3O4maka pergeseran sudut SPR semakin besar. Hal lain yang ditemukan adalah bagian riil indeks bias lapisan Fe3O4 meningkat dengan meningkatnya konsentrasi nanopatikel Fe3O4.

We have observed the influence of Fe3O4 magnetic nanoparticles concentration on the response of surface plasmon resonance (SPR) spectra successfully. We used the Fe3O4 nanoparticles with the size particleof about 10.5±0.2 nmas an active material for increasing SPR response. X-ray diffraction (XRD) pattern showed that Fe3O4 nanoparticles have high crystallinity with spinel structure. The SPR system was successfully set up by using a glass prism coupler in a Kretschmann configuration in which gold (Au) thin film was thermally evaporated on the prism base. A green laser of wavelength 543 nm was used as light source. The angular scan in the attenuated total reflection (ATR) spectra showed a dropping intensity indicating the appearance of SPR coupling phenomenon on the interface of Au thin film. The SPR spectra of fixed Au masses were also performed with identical angular positions of dips. The Fe3O4 nanoparticles were deposited on gold thin film as a third layer which synthesized via co-precipitation method. Hence, it was observed that the variation of Fe3O4 concentration effected the SPR spectra profile. The concentration of Fe3O4 nanoparticles are 1 mg/ml, 3 mg/ml, 5 mg/ml, 7 mg/ml, 9 mg/ml and 11 mg/ml which correspond to the angle shift of 0.1 degree,0.3 degree, 0.5 degree, 0.7 degree, 0.9 degree and 1.0 degree, respectively. The SPR angle of dip was shifted to higher value due to change of refractive index of medium as increasing Fe3O4 nanoparticles concentration. Based on this result, we conclude that the angle shift of SPR increase with the increasing concentration of Fe3O4 nanoparticles. Moreover, the refractive index real part of Fe3O4 nanoparticles increase with the increasing concentration of Fe3O4 nanoparticles.

Kata Kunci : attenuated total reflection (ATR), konsentrasi Fe3O4, nanopartikel magnetik,surface plasmon resonance (SPR)