Penggunaan fenomena optic surface plasmon resonance (SPR) mendapat banyak minat dari banyak peneliti karena sensitivitas dari SPR tinggi, respons cepat terhadap perubahan indeks bias sehingga cocok untuk pemantauan interaksi biomolekuler, stabilitas yang baik, serta memiliki sifat yang biocompatible. Dalam pengukuran SPR, penentuan jenis logam perlu diperhatikan. Lapisan logam mulia pada sensor akan menghasilkan bidang evanescent yang sangat sensitive terhadap permukaan logam. Ketika vektor gelombang evanescent sesuai dengan vektor gelombang surface plasmon maka terjadi penurunan intensitas gelombang datang akibat penyerapan cahaya oleh fenomena SPR. Penggunaan logam mulia seperti emas dan perak merupakan logam yang sering digunakan untuk mendukung propagasi surface plasmon polariton (SPP) pada frekuensi cahaya tampak. Penggunaan emas paling sering digunakan karena memiliki puncak resonansi yang lebih luas namun memiliki stabilitas tinggi, ketahanan yang baik terhadap oksidasi dan korosi terhadap lingkungan. Selain itu, penggunaan logam emas ini juga sangat sensitive terhadap perubahan indeks bias pada permukaannya.
Pada penelitian ini, dengan konfigurasi Kretschmann berbasis prisma dengan lapisan emas 50 nm akan digunakan untuk uji pada natrium chloride dalam bentuk larutan. Adapun variasi konsentrasi natrium chloride (NaCl) yang digunakan pada penelitian ini adalah sebesar 0-2,5%. Pada perlakuan penelitian ini, interogasi sudut akan digunakan untuk menganalisis perubahan sudut resonansi ketika konsentrasi dari NaCl berubah. Peneliti kemudian akan meninjau parameter kinerja sensor berupa jangkauan, sensitivitas, linearitas, serta resolusi sensor.
Metode dan Hasil
Pada penelitian ini, digunakan jenis prisma BK7 dengan ukuran 25×25 mm terlapisi emas dengan ketebalan 50 nm. Prisma diposisikan pada rotational stage untuk dapat divariasikan sudut cahaya datangnya. Sumber cahaya yang digunakan dalam penelitian adalah jenis laser He-Ne dengan panjang gelombang 633 nm, polarizer sebagai polarisasi cahaya dari sumber, serta fotodetektor dengan tipe Thorlabs OPM PM100D. Cahaya yang dipantulkan dari prisma yang telah terlapisi emas, akan diputar menggunakan rotational stage untuk variasi sudut dan akan diidentifikasi pada sudut berapa fenomena SPR terjadi.
Interogasi sudut dipelajari dengan melakukan karakterisasi pada prisma telapisi emas dengan ketebalan 50 nm. Kemudian dengan konsentrasi yang berbeda dari natrium chloride (NaCl) dengan konsentrasi 0-2,5% akan dicatat juga nilai perubahan sudutnya untuk dapat dipelajari dan dipastikan bahwa dapat menghasilkan fenomena surface plasmon resonance (SPR). Pada pengujian analit, dihasilkan sudut resonansi bergeser seiring dengan perubahan konsentrasi dari NaCl. Hal ini karena perubahan indeks bias dari larutan dengan indeks bias logam.
Berdasarkan analisis interogasi sudut pada setup eksperimen dengan konfigurasi kretschmann, dihasilkan nilai sensitivitas yang tinggi sebesar 2400 掳/RIU dengan tingkat linearitas sebesar 0,9771 dan resolusi sensor sebesar 0,217%. Kemampuan sensor ini menunjukkan potensi penerapan yang luas khususnya dalam pemantauan konsentrasi garam di berbagai bidang.
Penulis : Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Baca juga: Panca Tirta Jadi Ajang Pengenalan 45 UKM bagi Mahasiswa Baru
