Nanopartikel oksida logam (NP) menarik mintat peneliti di berbagai bidang termasuk penginderaan, katalisis, dan optoelektronik. Nanopartikel oksida tembaga (CuONPs) banyak dipilih karena memiliki karakteristik optik, listrik, fisik, serta magnetiknya yang sangat baik. Selain itu, bahan ini menunjukkan toksisitas minimal, stabilitas kimia dan termal yang tinggi, serta luas permukaan spesifik yang tinggi. Oleh karena itu, CuONP dapar diaplikasikan di berbagai bidang.
Pada proses sintesis, pemilihan metode memberikan dampak signifikan terhadap truktur NP, sehingga mempengaruhi sifat optiknya. Pulsed laser ablation in liquid media (PLAL) merupakan teknik yang menjanjikan karena memiliki fitur unik termasuk pengoperasian yang cepat, produksi permukaan yang bebas kontaminasi, serta dimensi nanostruktur yang dihasilkan. Selain itu, teknik PLAL ini menghasilkan koloid dengan kemurnian tinggi tanpa menghasilkan limbah berbahaya dan tidak memerlukan prekursor atau bahan kimia pereduksi sehingga dampaknya terhadap lingkungan sangat kecil.
Metode PLAL melibatkan beberapa faktor yang mempengaruhi produksi NP, seperti parameter laser, karakteristik laser seperti fluks laser, panjang gelombang, durasi pulsa, laju pengulangan, serta waktu penyinaran. Studi pada penelitian ini mengeksploraso potensi CuONP dengan mengeksplorasi potensi aplikasi dot quantum (QD).
Metode dan Hasil
Set-up eksperimen dalam proses sintesis CuOQD ditunjukkan pada Gambar 1. Laser Q-switched Nd:YAG digunakan untuk mengablasi target tembaga dalam air suling. Sistem Q-switched Nd:YAG menghasilkan pulsa dengan laju pengulangan 10 Hz dan durasi pulsa 10 ns pada 532 nm dengan energi maksimul 1400 mJ/pulse. Ukuran titik laser pada permukaan target diukur berdiameter 2 mm. sebelum proses ablasi, pelat tembaga dengan ketebalan 2 mm dibersihkan secara menyeluruh dengan proses ultasonik serta dicuci dengan aseton untuk menghilangkan kotoran, dan kemudian dibilas dengan air suling. Sinar laser kemudian diarahkan ke target tembaga menggunakan cermin dan dipusatkan ke permukaan tembaga melalui lensa cembung dengan panjang fokus 10 cm.
Hasil sintesis CuONP yang telah dilakukan pengujian Uv-Vis memberikan hasil puncak serapan dalam rentang UV yang dikaitkan dengan serapan antarpita pada CuONP. Celah pita energi CuONP yang dihasilkan berkisar antara 3,45 dan 3,72 eV. Selain itu, CuONP juga diuji TEM untuk menilai ukuran dan morfologi yang menunjukkan bentuk bulat pada berbagai waktu ablasi laser dan fluensa laser dengan ukuran rata-rata ke kisaran ukuran kuantum. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa fluensa laser meningkat dari 28,6 menjadi 51,5 x 103 J/cm2 dengan menurunkan ukuran rata-rara CuONP dari 6,8 menjadi 4,3 nm.
Penulis : Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Nada Fouad, Alaa Mahmoud, Fatma Abdel Samad, Yasmin Abd El-Salam, Mohamed Ashour, Retna Apsari, Tarek Mohamed.
