Perylenediimide (PDI) telah mendapatkan perhatian signifikan karena sifat uniknya sehingga cocok untuk berbagai aplikasi optic dan optoelektronik. Adapun sifat-sifatnya meliputi penyerapan signifikan pada wilayah cahaya tampak, fotoluminesensi kat dengan hasil kuantum fluorosesnsi yang hampir sama, stabilitas fotokimia yang tinggi, serta afinitas electron rendah (~-3,9 eV). Manfaat dari PDI ini berguna dalam aplikasi seperti transistor efek medan organic, laser pewarna, sel fotovoltaik organik, dan pembatas optik
Dalam prosesnya, polaritas pelarut memainkan peran penting dalam mempengaruhi karakteristik optic nonlinear dan fotofisika dari bahan organic. Pelarut yang berbeda dapat mengubah tingkat agregasi molekuler, yang mempengaruhi respons optic nonlinear (NLO) secara keseluruhan. Secara khusus, perubahan pelarut dari air menjadi methanol dapat mempengaruhi morfologi dan interaksi molekul, yang mengarah pada penumpukan ikatan 蟺 dan bentuk monomeric.
Untuk menyelidiki respons NLO-perylinemiide, para peneliti menggunakan teknik Z-scan untuk mengukur indeks bias nonlinear dan koefisien penyerapan nonlinear. Metode ini melibakan pemindaian titik fokus sinar laser yang melintasi sampel yang mengandung pewarna, sehingga memungkinkan pengurukuran melalui perubahan transmitansi sebagai fungsi jarak dari titik fokus.
Pada penelitian ini, teknik Z-scan dipilih untuk menyelidi sifat optic nonlinear (NLO) dari turunan perylenediimide yang larut dalam air, dalam berbagai perlarut seperti air dan methanol. Pada teknik, tahapan yang perlu dilakukan yaitu persiapan sampel perylenediimide dilarutkan dalam air dan methanol dalam berbagai konsentrasi, kemudian sampel disinari dengan laser femtosecond untuk memberikan pulsa intensitas tinggi, yang memungkinkan pengukuran respons NLO. Akuisisi data kemudian dilakukan untuk mengukur transmitansi saat sinar laser dipindai melalui titik fokus, yang memungkinkan penentuan indeks bias nonlinear dan koefisien penyerapan nonlinear.
Temuan pada penelitian ini mengungkapkan perbedaan signifikan dalam sifat NLO-perylenediimide tergantung pada pelarut yang digunakan. Indeks bias nonlinear ditemukan positif, yang menunjukkan perilaku defocus pada kedua pelarut, dengan nilai yang lebih tinggi diamati dalam methanol dibandingkan dengan air. Sedangkan koefisien penyerapan nonlinear menunjukkan karakteristik penyerapan jenuh terbalik, yang menunjukkan bahwa perylenediimide dapat secara selektif membatasi daya optic. Perylenediimide juga menunjukkan penampang lintang penyerapan dua foton yang tinggi, sehingga menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk aplikasi pembatasan optic. Secara keseluruhan, penelitian menyimpulkan bahwa sifat NLO-perylenediimide secara signifikan dipengaruhi oleh interaksi pelarut, yang menoroti potensi untuk digunakan dalam perangkat fotonik dan pembatas optic.
Penulis : Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Fatma Abdel Samad, Alaa Mahmoud, Mohamed E. El-Khouly, Retna Apsari, Tarek Mohamed: Journal of Molecular Optics
