Kajian Surface Plasmon Resonance (SPR) pada Green-Synthesized Fe3O4/rGO

MUTHIA FAUZIA MAULIDA, Prof. Dr.Eng. Edi Suharyadi, S.Si., M.Eng.

2024 | Skripsi | FISIKA

Nanokomposit Fe₃O₄/rGO telah berhasil disintesis dengan metode green synthesis menggunakan ekstrak daun Moringa oleifera dan Amaranthus viridis. Sampel Fe3O4/rGO dikarakterisasi dan dilakukan pengkajian terhadap karakterisasi SPR dengan penambahan nanokomposit Fe₃O₄/rGO pada sistem prisma/Au dalam konfigurasi Kretschmann. Hasil karakterisasi sampel menggunakan x-ray diffractometer menunjukkan bahwa struktur kristal Fe₃O₄ adalah face-centered cubic sedangkan penambahan rGO pada Fe₃O₄ dihasilkan ukuran kristalit yang semakin kecil seiring bertambahnya konsentrasi rGO. Ukuran kristalit pada Fe₃O₄/rGO dengan konsentrasi 5:1, 5:2, 5:3, 5:4, dan 5:5 berturut-turut yaitu (24,5 ± 0,1), (18,5 ± 0,1), (17,5 ± 0,1), (14,4 ± 0,1), dan (10,7 ± 0,1) nm. Hasil analisis fourier transform infra-red menunjukkan adanya gugus fungsi C=O, C=C, dan Fe-O yang mengkonfirmasi terbentuknya nanokomposit Fe₃O₄/rGO. Analisis spektrum absorbansi menggunakan spektrofotometer UV-Vis menunjukkan adanya peningkatan energi celah pita dari 3,06 eV menjadi 3,50 eV seiring dengan bertambahnya konsentrasi rGO pada nanokomposit Fe₃O₄/rGO. Nilai sudut SPR untuk Fe3O4/rGO dengan konsentrasi 5:1, 5:2, 5:3, 5:4, dan 5:5 berturut-turut yaitu 44,7°, 44,76°, 44,86°, 44,9°, dan 44,95°. Hal ini menunjukkan bahwa nanopartikel Fe3O4 yang dimodifikasi dengan rGO dapat memengaruhi karakteristik SPR sehingga berpotensi dalam aplikasi biosensor berbasis SPR.

Fe3O4/rGO nanocomposites have been successfully synthesized by green synthesis method using Moringa oleifera and Amaranthus viridis leaf extracts. The Fe3O4/rGO samples were characterized and studied for SPR characterization with the addition of nanocompiste Fe3O4/rGO to the prism/Au system in Kretschmann configuration. The results of sample characterization using x-ray diffractometer showed that the crystal structure of Fe3O4 is face-centered cubic while the addition of rGO to Fe3O4 resulted in smaller crystallite size as the concentration of rGO increases. The crystallite size of Fe3O4/rGO with concentrations of 5:1, 5:2, 5:3, 5:4, and 5:5 are (24.5 ± 0.1), (18.5 ± 0.1), (17.5 ± 0.1), (14.4 ± 0.1), and (10.7 ± 0.1) nm, respectively. The results of fourier transform infra-red analysis showed the presence of C=O, C=C, and Fe-O functional groups which confirmed the formation of  Fe3O4/rGO nanocomposites. Analysis of the absorbance spectrum using a UV-Vis spectrophotometer showed an increase in band gap energy from 3.06 eV to 3.50 eV along with the increase in rGO concentration in Fe3O4/rGO nanocomposites. The SPR angle values for Fe3O4/rGO with concentrations of 5:1, 5:2, 5:3, 5:4, and 5:5 are 44.7°, 44.76°, 44.86°, 44.9°, and 44.95°, respectively. This indicates that Fe3O4 nanoparticles modified with rGO can affect the SPR characteristics, thus having potential in SPR-based biosensor applications.

Kata Kunci : Fe3O4, Fe3O4/rGO, surface plasmon resonance