Path: TopS1-Final ProjectPhysics-FMIPA2017

FABRIKASI, KARAKTERISASI, DAN SIMULASI STRUKTUR GRATING SUB-MIKRON PENGEKSITASI GELOMBANG PLASMON PERMUKAAN UNTUK APLIKASI BIOSENSOR

FABRICATION, CHARACTERIZATION AND SIMULATION OF SUB-MICRON GRATING STRUCTURES FOR EXCITATION OF SURFACE PLASMON IN BIOSENSOR APPLICATIONS

Undergraduate Theses from JBPTITBPP / 2017-11-13 09:15:30
Oleh : JALU SETIYA PRADANA (NIM: 10213098), S1 - Department of Physics
Dibuat : 2017-09-25, dengan 9 file

Keyword : biosensor, grating, polimer hibrid, RCWA, SPR

Surface Plasmon Resonance (SPR) adalah peristiwa resonansi antara plasmon dari elektron-elektron pada permukaan logam dengan gelombang elektromagnetik datang yang menghasilkan osilasi plasmon terkuantisasi di permukaan logam tersebut. Akibat terjadi resonansi tersebut, kuat medan listrik yang terbentuk di permukaan logam menjadi lebih besar dibandingkan dengan kuat medan listrik pada peristiwa pemantulan internal total biasa. Oleh karena itu, pemanfaatan SPR dikaji secara intensif dalam dua dasawarsa terakhir untuk pengembangan piranti biosensing yang sensitif. Terdapat empat metode untuk mengeksitasi SPR, yaitu, prisma, grating (kisi), waveguide (pandu gelombang) dan nanopartikel. Berdasarkan beberapa metode tersebut, metode dengan grating lebih mudah secara instrumentasi. Namun, metode ini masih diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memahami eksitasi gelombang SPR dan pola spektrum SPR yang terukur terutama pada kisi dengan bentuk non-sinusoidal. Tugas Akhir ini menyajikan hasil eksperimen pada pembuatan kisi untuk eksitasi gelombang SPR dengan periodisitas dalam ratusan nanometer (sub-mikron) dengan menggunakan metode nano-imprint lithograpy, yang bertujuan untuk meningkatkan spektrum gelombang SPR dalam rentang cahaya tampak. Struktur tersebut dikaji pula secara komputasi simulasi untuk menghitung spektrum SPR yang akan terukur dengan menggunakan metode Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA). Pemilihan metode ini didasari oleh pertimbangan bahwa formulasi dasar metode ini telah memanfaatkan ekspansi deret Fourier, yang sangat bermanfaat dalam menganalisis struktur kompleks, yang bukan berbentuk struktur fundamental atau bentuk sinusoidal. Logam dengan ketebalan puluhan nanometer yang dideposisikan diatas grating 500 nm dan 700 nm telah berhasil difabrikasi dan dikarakterisasi. Dip SPR spektrum dari grating pada difraksi orde nol dan pertama bergeser ke panjang gelombang yang lebih besar seiring dengan penambahan sudut datang. Karakteristik dan performa dip SPR spektra yang teramati sesuai dengan hasil simulasi.

Deskripsi Alternatif :

Surface Plasmon Resonance (SPR) is a resonance phenomenon between electron on the metal surface and the incident electromagnetic wave causing a quantized-plasmon oscillation. Due to this resonance, the electric field on the metal surface is much stonger in comparison to that of in the total internal reflection (TIR) case. Therefore, this SPR phenomenon has been investigated intensively in the last two decades for developing sensitively biosensing devices. There are four methods commonly applied to excite SPR wave, i.e. by using a prism, grating, waveguide coupler and nanoprticles. Among those methods, the method by using a grating offers more simplicity in instrumentation and fabrication cost condiserations. However, this method still need further study for understanding the SPR wave exciation and the measured SPR spectrum pattern particularly in grating with non-sinusoidal shape. This final report presents then experimental results on the fabrication of gratings for SPR wave excitation with periodicity in hundreds of nanometers (sub-micron) by using nano-imprint lithography method, which is aimed to effcetivile excite SPR wave spectrum in the visible light range. The fabricated structure is also analyzed by a simulation work based on the Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA) method for calculating the SPR spectra. This method was chosen because its basic formulation uses the Fourier expansion, which is very convenient for analyzing any complex structure by representing it into various modes of its fundamental shape or sinusoidal structures. Grating with 500 nm and 700 nm with tens of nanometers of metal layer on the top of the gratings have been succesflly fabricated and characterized. They show SPR spectrum with the appearance of SPR dips both in the zero order and first zero order of diffractions, which shift to longer wavelength with increasing incident angle. The observed SPR spectra characterteristc and the appearance of these multi-dips are in agreement with general pattern of the SPR spectra from simulation results.

Copyrights : Copyright (c) 2001 by Perpustakaan Digital ITB. Verbatim copying and distribution of this entire article is permitted by author in any medium, provided this notice is preserved.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS1 - Department of Physics
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id