Perpustakaan Digital ITB

ABSTRAK OPTIMASI DESAIN BIOSENSOR LOCALIZED SURFACE PLASMON RESONANCE BERBASIS METAL-INSULATORMETAL NANODISK/NANORING Oleh Amilla Puspaduhita NIM: 18318015 (Program Studi Sarjana Teknik Biomedis) Seiring dengan perkembangan penelitian tentang nanopartikel dan biosensor, penelitian biosensor optik berbasis nanopartikel yang dinamakan Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) ini juga mengalami perkembangan yang signifikan. Biosensor LSPR ini adalah biosensor yang memiliki dasar cara kerja yang sama dengan biosensor Surface Plasmon Resonance (SPR), yang membedakan antara keduanya ialah penggunaan nanopartikel dibandingkan dengan thin film. Penggunaan nanopartikel dapat menghasilkan Surface Plasmon Polariton (SPP) terlokalisasi sehingga biosensor menjadi lebih sensitif. Disamping beberapa kelebihan yang telah disebutkan, biosensor LSPR ini masih memiliki beberapa kekurangan yang perlu untuk diperbaiki, seperti belum dilakukannya optimasi terhadap parameter desain transduser tertentu, yang menyebabkan performa deteksi optimum belum bisa dicapai. Oleh karena itu, pada penelitian ini, akan dilakukan optimasi terhadap parameter desain transduser biosensor. Bentuk dasar desain transduser yang diteliti adalah bentuk metal-insulator-metal (MIM) nanodisk. Dari bentuk nanodisk ini, akan ada tiga parameter desain yang dioptimasi, yaitu diameter, aspek rasio, dan jenis material yang digunakan pada nanoarray transduser biosensor. Penelitian dilakukan dengan simulasi yang bertujuan untuk mengurangi siklus fabrikasi dan analisis serta menghemat biaya fabrikasi. Untuk melihat performa deteksi biosensor, akan ada tiga parameter yang menjadi acuan, yaitu koefisien determinasi, sensitivitas, dan figure of merit (FOM). Hasil penelitian yang diperoleh adalah bahwa dengan memodifikasi tiga parameter desain yang telah disebutkan sebelumnya, performa deteksi biosensor LSPR akan meningkat. Pada variasi diameter, jika diameter dari nanodisk diperbesar, nilai sensitivitas akan meningkat. Saat diameter diperkecil, semakin lama nilai sensitivitas semakin stagnan, namun lebar full width at half maximum (FWHM) juga semakin mengecil hingga dimungkinkan menghasilkan nilai FOM yang besar. Pada variasi diameter nanodisk emas, didapatkan nilai koefisien determinasi yang stabil antara 0,99 hingga 1. Nilai sensitivitas tertinggi sebesar 4.087,85 nm/RIU didapat pada diameter sebesar 3.200 nm dan FOM tertinggi didapat sebesar 3,22 saat diameter 25 nm. Pada variasi aspek rasio nanoring ditemukan bahwa nilai sensitivitas maksimum yang didapat pada penelitian ini ada pada aspek rasio 0,25 dan 0,275, sementara nilai FOM tertinggi didapat saat aspek rasio nanoring sebesar 0,167. Terakhir, pada variasi material metal yang digunakan, yaitu perak dan paladium, terdapat peningkatan yang signifikan pada sensitivitas paladium dan FOM perak, yaitu bernilai 4.343,67 nm/RIU pada simulasi paladium dengan diameter 3.200 nm dan 25 pada simulasi perak dengan diameter 50 nm. Kata kunci: localized surface plasmon resonance, transduser, metal-insulator-metal, koefisien determinasi, sensitivitas, figure of merit, CST Studio Suite.