Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) adalah fenomena eksitasi yang terjadi ketika cahaya datang berinteraksi dengan nanopartikel dari logam mulia (emas dan perak). Interaksi ini dapat teramati melalui absorpsi dan scattering oleh nanopartikel yang berosilasi. Dalam penelitian ini, metode yang digunakan untuk mengamati fenomena LPR ini adalah dengan melakukan simulasi. Dalam simulasi fenomena LPR, dapat diamati pengaruh bentuk, ukuran, material dan indeks bias terhadap kurva absorpsi, scattering, dan extinction. Simulasi ini dilakukan dengan metode elemen-hingga dengan pendekatan quasistatik terhadap material emas dan perak didalam tiga jenis dielektrik. Bentuk yang digunakan adalah bola, rod, dan triangle dengan variasi ukuran 10-100 nm. Hasil simulasi menunjukan bahwa bentuk, ukuran, jenis material, dan indeks bias mempengaruhi besarnya puncak cross section dan panjang gelombang dari setiap kurva dimana bentuk, ukuran, dan indeks bias mempengaruhi tinggi puncak, dan jenis material menentukan panjang gelombang dari puncak. Hasil juga menunjukan kesesuaian pendekatan quasistatik dengan teori Mie.

---

Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) is an exitation phenomenon that occurs when nanoparticle of noble metal (gold and silver) interact with electromagnetic wave. These interactions can be observed through absorption and scattering by the nanoparticle oscillate. In this study, we performed some simulations of LSP phenomenon to observed the effect of shape and size of nanoparticle, materials, and refractive index toward absorption, scattering, and exitation. Simulation is done by finite element method with quasistatic approximation toward gold and silver in three types of dielectric. Shape variation that used in these simulation are sphere, rod, and triangle with size variation 10 - 100 nm. The result show that size, shape, material and refractive index affect the peak of extinction, scattering and absorption cross section curve and their wavelength. The result with quasistatic approximation show similiarity with Mie theory."

"Penelitian pemodelan localized surface plasmon resonance LSPR paduan emas-perak wt dengan nilai x=0, 20, 40, 60, 80, dan 100 telah berhasil dilakukan menggunakan simulasi MNPBEM. Simulasi dilakukan pada satu nanorod model batang dengan variasi aspek rasio dan komposisi pada diameter D=20nm, D=40nm, D=60nm, dan D=80nm. Untuk mengamati fenomena LSPR, gelombang cahaya yang dalam hal ini medan listrik, diberikan pada dua arah yang berbeda, yaitu arah sejajar sumbu utama batang dan tegak lurus sumbu utama batang dengan jangkauan panjang gelombang 200nm-1200nm. Hasil simulasi menunjukkan ada dua puncak yang masing-masing dihasilkan dari dua polarisasi yang berbeda diseluruh aspek rasio yang berbeda, yaitu puncak dengan energi yang lebih rendah dihasilkan dari polarisasi medan listrik sejajar sumbu utama dan puncak dengan energi yang lebih tinggi dihasilkan dari polarisasi medan listrik tegak lurus sumbu utama. Ketika aspek rasio dan komposisi Ag semakin meningkat, mode eksitasi yang lebih tinggi dapat diamati seperti mode quadrupole dan hexapole. Kemudian, pada komposisi paduannya didapatkan dua puncak ketika medan listrik diberikan pada arah tegak lurus sumbu utama, dua puncak ini diduga kontribusi dari masing-masing unsur penyusunnya yang saling terkopel dengan interaksi yang lemah. Berdasarkan hasil penelitian ini, didapatkan informasi fenomena LSPR pada paduan Au/Ag yang berada didaerah cahaya tampak pada masing-masing diameter.

---

We have perform modelling of LSPR alloy with x 0, 20, 40, 60, 80, and 100 within weight percent using MNPBEM Toolbox simulation. The simulation was taking by single nanorod varied aspec ratio and fraction of silver with diameter D 20nm, 40nm, 60nm, and 80nm, respectively. To investigated the LSPR phenomenon, the incident light in range 200nm 1200nm, especially in electric field, is given by two differ polarization, that is parallel and perpendicular principal axis of nanorod, respectively. The result show two peaks appear for given differ polarization in whole aspec ratio. One peak with higher and lower energy was produced by parallel and perpendicular polarization, respectively. Higher orders were observed, like quadrupole and hexapole when increasing aspec ratio and silver composition. Furthermore, there was two peaks appears in alloying system when incident light was given in perpendicular principal axis, its guessed contribution from gold and silver electron conduction rsquo s oscillation separately due to lack coupling between them. Based on this result, we can determine the threshold aspec ratio and silver composition with varying diameter, where the LSPR phenomenon exist in visible range."

"Dalam penelitian ini, kami telah menghitung sensitivitas LSPR Au nanorod oleh simulasi partikel logam umum, MNPBEM berdasarkan metode elemen batas dengan variasi diameter nanorod D adalah 20 nm, 60 nm dan 80 nm. rasio aspek 1,5 hingga 3,5. Dielektrik Au nanorod berdasarkan eksperimen Christine-Johnson. Untuk memahami kepekaan sensitivitas, kami juga memvariasikan media indeks bias dengan pendekatan Lorentz-Lorentz dari campuran konsentrasi air dan gliserol. Indeks media refraktif adalah n = 1,3334 100 air murni, n = 1,3605 80 air dan 20 gliserol, n = 1,3881 air 60 dan gliserol 40, n = 1,4164 40 air dan 60 gliserol, dan n = 1,4452 20 air dan 80 gliserol. Dari simulasi MNPBEM, kami telah menghasilkan spektrum LSPR seperti absorpsi, penyebaran, dan kepunahan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kemudian, sensitivitas LSPR Au nanorod ditentukan oleh gradien puncak panjang gelombang ke variasi medium indeks refraktif untuk semua aspek rasio. Menariknya, kami telah menemukan LSPR Au nanorod terdiri dari mode longitudinal dan transversal dalam kurva LS nanorod LSPR. Mode longitudinal memiliki panjang gelombang yang lebih tinggi daripada mode transversal dalam spektrum LSPR. Dalam mode longitudinal, puncak panjang gelombang meningkat ketika rasio aspek meningkat red-shift sementara dalam mode transversal, puncak panjang gelombang relatif konstan. Selanjutnya, sensitivitas dalam mode longitudinal meningkat ketika aspek rasio meningkat sedangkan sensitivitas dalam transversal menurun ketika aspek rasio meningkat. Meningkatkan sensitivitas dalam mode longitudinal terkait dengan red-shift ketika volume nanorod meningkat dan indeks bias medium berubah. Menurut hasil, penentuan sensitivitas berguna untuk memahami perubahan indeks bias media yang penting untuk merancang perangkat sensor.

---

In this study, we have calculated the sensitivity of LSPR Au nanorod by a public metallic particle simulation, MNPBEM based on boundary element method with varying diameter of nanorod D are 20 nm, 60nm, and 80 nm. The aspect ratio from 1.5 to 3.5. The dielectric of Au nanorod based on Christine Johnson experiment. To understand sensitivity sense, we have also varied the refractive index medium by Lorentz Lorentz approximation from mixture of water and glycerol concentration. The refractive medium index is n 1.3334 100 water pure, n 1.3605 80 water and 20 glycerol , n 1.3881 60 water and 40 glycerol, n 1.4164 40 water and 60 glycerol, and n 1.4452 20 water and 80 glycerol. From MNPBEM simulation, we have produced LSPR spectra such as absorption, scattering, and extinction curve as the function of wavelength. Then, the sensitivity of LSPR Au nanorod is determined by the gradient of the peak of wavelength to the refractive index medium variation for all aspect ratio. Interestingly, we have found the LSPR Au nanorod consisted of longitudinal and transversal mode in LSPR Au nanorod curve. The longitudinal mode appeared higher wavelength than the transversal mode in LSPR spectra. In longitudinal mode, the peak of wavelength increased as the aspect ratio increased red shift while in transversal mode, the peak of wavelength relatively was constant. Furthermore, the sensitivity in longitudinal mode increased as the aspect ratio increased whereas the sensitivity in transversal decreased as the aspect ratio increased. Increasing the sensitivity in longitudinal mode related to red shift as the nanorod volume increased and the refractive medium index change. According to the results, the sensitivity determination is useful to understand the refractive index medium changes that it is important to design a sensor device."

"Telah diamati pengaruh konfigurasi dimer AgNR yaitu side by side dan end to end terhadap sifat optis Localized surface plasmon resonance dengan menggunakan pendekatan boundary element method. Medium yang digunakan pada penelitian ini adalah air dengan indeks bias sebesar 1.334. Variasi aspek rasio nanorod 1 hingga 5 dilakukan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap pergeseran puncak LSPR serta juga dilakukan variasi jarak pisah antar nanorod perak. Fungsi dielektrik perak menggunakan hasil percobaan Johnson Christy. Dengan memvariasikan arah medan listrik sejajar sumbu utama nanorod mode Longtudinal dan tegak lurus sumbu utama nanorod mode Transversal didapati bahwa pergeseran puncak LSPR selain bergantung pada jarak pisah antar coupling nanorod namun juga terhadap konfigurasi dimer AgNR yang masing-maing memiliki 2 mode yaitu Transversal dan Longitudinal yang muncul akibat asimetri bentuk nanorod. Pada konfigurasi end to end mode Transversal pergeseran puncak LSPR cendrung bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih pendek Blue-shift seiring dengan pengurangan jarak pisah antar nanorod dan pada mode Longitudinal didapati pegeseran puncak LSPR mengalami Red-shift. Sedangkan pada konfigurasi side by side memperlihatkan fenomena pergeseran puncak LSPR yang berkebalikan dengan konfigurasi end to end untuk mode Transversal dan Longitudinal. Ketergantungan pergeseran puncak LSPR terhadap konfigurasi dimer AgNR ini bisa dijelaskan secara kualitatif melalui interakasi dipole-dipole antar nanorod yang berdekatan.

---

It has been observed that the influence of AgNR dimer configurations which side by side and end to end on optical properties of Localized surface plasmon resonance by using boundary element method approach. The medium used in this reasearch was water with a refractive index of 1,334. Variations in nanorod aspect ratio 1 to 5 were performed to determine the effect on the LSPR peak shift as well as the variation of separations between silver nanorods. The silver dielectric function based on Johnson Christy 39 s experimental results. By varying the direction of the electric field parallel to the main axis of nanorod Longtudinal mode and perpendicular to the main axis Transverse mode , that two modes arising from the asymmetry of nanorod shape. it is found that the peak shift of LSPR is dependent on the spacing between the nanorod coupling but also the configuration of the AgNR dimer. For end to end assembly, Transversal mode shows that LSPR peak shift tends to shift towards the shorter wavelength Blue shift along with the reduction of the spacing between the nanorod and for Longitudinal mode LSPR peak shift has Red shifted. While for side by side configuration shows the phenomenon of LSPR peak shift in contrast to the configuration of end to end for Transverse and Longitudinal modes. The dependence of the LSPR peak shift to this AgNR dimer configuration can be explained qualitatively through dipole dipole coupling interaction between adjacent nanorods."

"Dalam penelitian ini telah diamati adanya pengaruh arah polarisasi medan elektromagnetik, perubahan ukuran dan juga jarak antar partikel pada nanopartikel perak (Ag-NPs) dengan model bola ganda terhadap sifat Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) dengan pendekatan simulasi menggunakan metode Metallic Nanoparticles-Boundary Element Method (MNP-BEM). Telah disimulasikan dua arah polarisasi kepada Ag-NPs double spheres, yaitu arah sejajar dan arah tegak lurus terhadap gap diantara keduanya. Pada perlakuan arah polarisasi gelombang elektromagnetik yang berbeda ini didapatkan bahwa terjadi pergeseran ke arah spektrum biru (blue-shift) ketika jarak antar partikel diperlebar dengan arah polarisasi sejajar. Sedangkan pada arah polarisasi tegak lurus terjadi sedikit kecenderungan ke spektrum merah (slightly red-shift) dengan bertambahnya jarak antar partikel. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan teori dipole-dipole coupling interaction dari kedua nanopartikel perak tersebut. Dari hasil penelitian yang didapat terlihat bahwa profil LSPR pada nanopartikel perak double spheres ini tidak hanya dipengaruhi oleh ukuran partikel dan jarak antar kedua partikel tersebut, akan tetapi dipengaruhi juga oleh arah polarisasi medan elektromagnetik yang diberikan.

---

In this work, we have systematically investigated the polarization and distance effect of Ag-NPs double sphere to localized surface plasmon resonance (LSPR) using metallic nanoparticles simulation based on boundary element approximation. Two way polarizations were applied to Ag-NPs double sphere, in parallel and perpendicular polarization. LSPR profile generally shifted to red-shift as the diameter of Ag-NPs increased both parallel and perpendicular polarization. Concerning the polarization direction, we have found that LSPR shifted to blue-shift as the distance of Ag-NPs double sphere increased in parallel polarization while LSPR shifted to red-shift in perpendicular polarization. The phenomenon can be explained by the dipole-dipole coupling interaction between Ag-NPs double sphere. The results showed that the LSPR profile not only affected by the diameter size and the distance of Ag-NPs double sphere but also the polarization direction."

"Semimetal topologi dan isolator topologi adalah kelas baru dari bahan kuantum. Semimetal Weyl telah menjadi topik yang menarik dan telah menarik perhatian luas karena struktur pita anomali dan sifat topologinya yang berbeda dari bahan lain. Kami menyelidiki Surface Plasmon Polariton (SPP) dari waveguide yang terbuat dari dua lapisan Weyl semimetals yang diapit oleh medium dielektrik dan dipengaruhi oleh electron scattering rate. Pada studi ini, dilakukan perhitungan untuk hubungan dispersi frekuensi dengan menerapkan persamaan maxwell untuk kontinuitas tangensial komponen medan listrik dan magnet sebagai boundary conditions dalam dua interface. Selanjutnya, menganalisis pengaruh laju hamburan elektron dan variasi ketebalan waveguide pada propagation length SPP. Peningkatan laju hamburan menyebabkan efek perluasan pada spektrum dispersi plasmon dan propagation length. Nilai ketebalan yang lebih besar cenderung membuat propagation length lebih besar.

---

Topological semimetals and topological insulators are a new class of quantum materials. Weyl semimetals have become a topic of interest and have attracted widespread attention due to their anomalous band structure and topological properties that differ from other materials. We investigate the surface plasmon polariton (SPP) of a waveguide made of two layers of Weyl semimetals sandwiching a dielectric material incorporating the effect of electron scattering rate. In this study, the frequency dispersion relationship is calculated by applying Maxwell's equations for tangential continuity of electric and magnetic field components as boundary conditions in two interfaces.. Furthermore, it analyzes the effect of the electron scattering rate and thickness variation of the waveguide on the propagation length of SPP. Increasing the scattering rate causes a broadening effect on the plasmon dispersion spectrum and propagation length. The larger value of the thickness tends to make the propagation length larger."

"Infeksi virus dengue (DENV) masih menjadi salah satu penyakit yang sering terjadi di dunia dan tak jarang menimbulkan kematian. Diagnosis dini yang akurat diperlukan untuk memberikan pengobatan yang tepat. Karena Indonesia merupakan negara kepulauan, metode deteksi menggunakan PCR menjadi kurang efektif sehingga alat berbasis lateral flow assay (LFA) yang menggunakan antibodi monoklonal sebagai biosensor-nya dapat menjadi solusi. Pengembangan nanobodi yang berasal dari hewan Camelidae dapat mengatasi kelemahan antibodi monoklonal karena kelarutannya yang tinggi, stabilitas yang lebih baik, dan dapat dimanipulasi secara genetik. Dengan menggunakan nanobodi yang telah diproduksi sebelumnya oleh Asih et al. (2022) dalam E. coli yang dapat mendeteksi infeksi DENV, maka selanjutnya dilakukan evaluasi menggunakan metode surface plasmon resonance (SPR) untuk mendapatkan parameter kinetika pada interaksi antara nanobodi dengan protein NS1 sebagai biomarker infeksi DENV. Penelitian diawali dengan perbanyakan kultur E. coli, ekspresi nanobodi dengan induksi IPTG, pemurnian nanobodi, konfirmasi hasil perolehan nanobodi dengan SDS-PAGE dan Western Blot, lalu diakhiri dengan uji SPR. Secara umum, respon sinyal SPR menunjukkan bahwa nanobodi klon DD5 dan DD7 mampu berinteraksi dan berikatan dengan antigen NS1 DENV-2. Nilai KD yang diperoleh saat ligan DD5 berinteraksi dengan variasi konsentrasi NS1 DENV-2 adalah 1,08 x 10-7 M. Sementara itu, nilai KD yang diperoleh saat ligan NS1 berinteraksi dengan variasi konsentrasi DD5 dan DD7 secara berturut-turut adalah sebesar 9,62 x 10-8 M dan 9,29 x 10-8 M.

---

Dengue virus infection (DENV) is still one of the most common diseases in the world and sometimes causes death. Accurate early diagnosis is necessary to provide the right treatment. Because Indonesia is an archipelagic country, the detection method using PCR is less effective so a lateral flow assay (LFA) based tool that utilizes antibodies as its biosensor can be a solution. Developing nanobodies derived from Camelidae may overcome the drawbacks of monoclonal antibodies because they have higher solubility, better stability, and can be manipulated genetically. By using nanobodies previously produced by Asih et al. (2022) in E. coli which can detect DENV infection, the next step is to evaluate by using the surface plasmon resonance (SPR) method to obtain kinetic parameters on the interaction between nanobodies and NS1 protein as biomarkers of DENV infection. The study started with the preparation of E. coli culture, then continued with the expression of nanobodies by IPTG induction, purification of nanobodies, confirmation of nanobody acquisition by SDS-PAGE and Western Blot, then ended with the SPR test. Overall, both DD5 and DD7 appeared to be able to interact and bind to the NS1 DENV-2 antigen, according to the SPR signal response. The KD value obtained when the DD5 ligand interacted with various concentrations of NS1 DENV-2 was 1,08 x 10-7. Meanwhile, the KD values obtained when the NS1 ligand interacted with various concentrations of DD5 and DD7 were 9,62 x 10-8 and 9,29 x 10-8 respectively."

"Fenomena localized surface plasmon resonance (LSPR) pada nanowire memiliki dua mode eksitasi berbeda yang sangat bergantung pada polarisasi gelombang eksitasinya, yaitu mode polarisasi longitudinal (mode transverse electric) dan mode polarisasi transversal (mode transverse magnetic). Kedua mode eksitasi masing – masing memiliki karakteristik yang unik. Mode transverse electric memiliki pola spektra LSPR dengan beberapa puncak resonansi yang terpisah jelas dan dapat dibedakan, sedangkan mode transverse magnetic hanya memiliki puncak resonansi tunggal pada frekuensi tinggi. Pada penelitian ini, akan dilakukan pemodelan spektra LSPR nanowire perak dengan beberapa variasi bentuk dan ukuran. Fungsi dielektrik perak diperoleh dari penelitian Johnson dan Christy (1972). Ada dua jenis nanowire yang dimodelkan: nanowire dengan tutup ujung rata (flat) dan tutup ujung setengah bola (hemi-spherical). Untuk mengetahui pengaruh perubahan bentuk dan ukuran nanopartikel, pemodelan yang dilakukan menggunakan nanowire dengan diameter 10, 30, dan 50 nanometer serta aspect ratio sebesar 10, 12, 14, 16, 18, dan 20. Hasil pemodelan mode TE menunjukkan spektra LSPR dengan beberapa puncak resonansi yang terpisah jelas. Banyaknya puncak resonansi ini diduga berasal dari adanya interferensi konstruktif gelombang berdiri surface plasmon polariton (SPP) pada nanowire. Berbeda dengan prediksi awal, hasil pemodelan mode TM menunjukkan dua buah puncak resonansi. Kedua puncak resonansi ini dapat dikaitkan dengan osilasi plasmon mode transversal dan longitudinal pada nanowire.

---

The localized surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon on nanowires possess two distinct excitation modes that depend on the polarization of the exciting planewave, the longitudinal polarization mode (transverse electric mode) and the transversal polarization mode (transverse magnetic mode). Both excitation modes exhibit unique optical spectra characteristics. The optical spectra of the transverse electric mode exhibit multiple, wellseparated resonance peaks while the optical spectra of the transverse magnetic mode only exhibit a single resonance peak spectrally located at a high frequency. In this study, we have simulated the optical LSPR spectra of silver nanowires with several size variations. The dielectric function of silver was obtained through Johnson and Christy’s previous work (1972). Two nanowire types with different end-cap shapes on each end were simulated: one having a flat end-cap shape and the other having a hemi-spherical end-cap shape. In order to discover the effects of nanoparticle size change, the simulation was done on nanowires with diameters 10, 30, and 50 nanometers along with aspect ratios of 10, 12, 14, 16, 18, and 20. The TE mode simulations result in an optical spectrum exhibiting multiple, well-separated resonance peaks. These multiple peaks are assumed to arise from the constructive interference of surface plasmon polaritons (SPPs) excited on the surface of the nanowire. Unlike previous observations, the TM mode simulations result in an optical spectrum which exhibit two resonance peaks. Both peaks can be attributed to the transversal and longitudinal plasmon oscillations which occur on the nanowire."

"This book presents in a concise way the Mie theory and its current applications. It begins with an overview of current theories, computational methods, experimental techniques, and applications of optics of small particles. There is also some biographic information on Gustav Mie, who published his famous paper on the colour of Gold colloids in 1908. The Mie solution for the light scattering of small spherical particles set the basis for more advanced scattering theories and today there are many methods to calculate light scattering and absorption for practically any shape and composition of particles. The optics of small particles is of interest in industrial, atmospheric, astronomic and other research. The book covers the latest developments in divers fields in scattering theory such as plasmon resonance, multiple scattering and optical force."

"Spektrum dari localized surface plasmon resonance (LSPR) yang dapat dikonfigurasi ulang serta teknologi sensor yang memiliki sensitivitas tinggi dengan kemampuan multikinerja sangat dipelukan untuk mendukung Society 5.0. Akan tetapi banyak aplikasi LSPR dengan spektrum yang sulit untuk dikonfigurasi/tuning serta sensor yang tidak sensitive dan mono fungsi. Pada disertasi ini diusulkan pengembangan spektrum LSPR yang dapat dikonfigurasi serta dilajutkan untuk mengembangkan sensor yang memiliki kemampuan multifungsi. Kontribusi penelitian yang dilakukan ini dapat dibedakan menjadi tiga buah cabang utama. Pertama, pengembangan reconfigurable LSPR spektrum dengan mendeposisi nano partikel emas (AuNPs) pada substrat piezoelektrik 36XY-LiTaO3. Kedua, hasil deposisi AuNPs pada bahan piezoelektrik digunakan untuk menghasilkan sensor multifungsi yang mengintegrasikan sensor shear-horizontal surface acoustic waves (SAW) dan sensor LSPR. Ketiga, mendeposisi AuNPs pada substrat kaca yang memiliki struktur multi-layer. Selain itu, pada substrat kaca juga dipabrikasi microwave ring resonator sehingga menghasilkan sensor microwave, sehingga dapat mengkombinasi sensor microwave dan sensor LSPR secara bersamaan. Adapun penjelasan lebih terperinci sebagai berikut ini.Kontribusi pertama dari disertasi ini difokuskan kepada pengembangan reconfigurable LSPR sepktrum. Dimana LSPR dihasilkan dari deposisi AuNPs pada substrat piezoelektrik 36XY-LiTaO3. Kemudian, kemampuan reconfigure nya didapatkan dari posisi dinamis dari array AuNPs yang ikut berosilasi akibat vibrasi dari shear horizontal surface acoustic waves (SH-SAWs). Vibrasi ini diperoleh setelah mencatu sumber listrik ke devais SH-SAW melalui interdigital transducers (IDTs). Hasil eksperiment mengkonfirmasi bahwa perbandingan kondisi OFF dan ON akan menghasilkan efek blue-shift dan perubahan nilai Q-factor dari spektrum LSPR. Selanjutnya, hasil gambar morfologi dari SEM digunakan untuk menganalisis dan mensimulasi menggunakan komputasi finite-difference time-domain (FDTD). Model nya kemudian diekspansi menjadi struktur dimer-AuNP, dan array AuNPs dengan menggunakan gap sebagai parameter. Hasil simulasi juga mengkonfirmasi efek dari blue-shift dari spektrum LSPR.Kontribusi kedua dari disertasi ini yaitu diusulkan pengembangan sensor multifungsi yang dapat mendeteksi permittivitas (εr), konduktivitas (s), dan refraktiv index (n) secara simultan. Sensor multifungsi yang diusulkan, dibangun dengan mengintegrasikan sensor SH-SAW dan sensor LSPR. Sensor SH-SAW dibangun dengan cara memfabrikasi IDTs pada substrat piezoelektrik 36XY-LiTaO3. Sementara itu, sensor LSPR dibangun dengan mendeposisi AuNPs pada permukaan propagasi dari SH-SAW. Menariknya, mendeposisi AuNP di permukaan propagasi SH-SAW tidak hanya menghasilkan sensor LSPR namun juga dapat meningkatkan sensitivitas sensor SH-SAW. Peningkatan sensitivitas ini terverifikasi menggunakan pengukuran domain frekuensi oleh a vector network analyzer (VNA) dan domain waktu dengan mengaplikasikan sinyal amplitude shift keying. Sementara itu, software CST digunakan untuk mensimulasikan plasmonic enhance near field-nya. Kemudian investigasi morphologi digunakan perangkat atomic force microscopy (AFM). Hybrid sensor yang diusulkan memiliki rentang deteksi εr = 25 – 85), s = 0.00528–0.02504 S/m, dan n = 45.5–201.9 nm/RIU. Efek cross-sectional dari sensor SH-SAW ke sensor LSPR dan sebaliknya juga diinvestigasi menggunakan sinyal sinusoidal OFF/ON dan cahaya OFF/ON. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa sensor SH-SAW tidak terpengaruh oleh cahaya. Akan tetapi, sensor LSPR sedikit dipengaruhi oleh sensor SH-SAW karena efek vibrasi yang berakibat pada efek blue-shift. Namun pengaruh ini tidak signifikan terhadap kinerja sensor multifungsi. Secara umum, sensor yang diusulkan memiliki sensitivitas tinggi dengan karakteristik independen.Kontribusi ketiga dari penelitian ini fokus kepada intergrasi microwave sensor (dan LSPR sensor. Microwave sensor dihasilkan dengan mempabrikasi elektroda/resonator yang berbentuk ring resonator pada substrat kaca dengan struktur yang multilayer. Sehingga, apabila sensor tersebut diberi beban cairan Ethanol (EtOH) dengan kadar berbeda maka akan menghasilkan pergeseran frekuensi resonansi dari microwave sensor. Sementara itu, sensor LSPR dihasilkan dengan mendeposisi AuNPs pada substrate kaca bagian tengah. Perubahan nilai refreactive index pada cairan sampel juga akan menghasilkan pergeseran puncak dari LSPR. Hal ini memperlihatkan sensor LSPR telah bekerja. Selain itu, untuk menganalisis struktur multilayer, pada penelitian ini juga dipergunakan metode conformal dan dibandingkan dengan hasil FDTD. Adapun hasil penelitian hibrid microwave sensor dan LPSR sensor dihasilkan pergeseran frekuensi sebesar 416 MHz dengan sensitivitas 5,2 MHz/ . Nilai sensitivitas berada pada rentang 5.36 MHz/Er – 14.37 MHz/Er. Nilai rentang normalisasi sensitivity berada pada rentang 0.312 – 1.246%. Hasil pengukuran dengan dan tanpa cahaya memperlihatkan hasil yang konstan, sehingga memperlihatkan independensi dari sensor. Sementara itu, hasil pengukuran sensor LSPR memperlihatkan terjadi pegeseran panjang gelombang sekitar 20 nm sampai 60 nm. Sementara itu nilai sensitivitas sensor refraktive index berada pada rentang 20.0 - 162.6 nm/RIU.Akhirnya, berdasarkan hasil dan sebagai temuan utama, deposisi AuNPs pada bahan dielektrik seperti bahan 36XY-LiTaO3 atau bahan kaca dapat meningkatkan fungsionalitas perangkat diluar fungsi dasar umum yang diketahui. Secara khusus, fungsionalitas perangkat dapat ditambahkan dengan fenomena plasmonik atau fungsi sensor indeks bias.

---

A reconfigurable localized surface plasmon resonance (LSPR) spectrum and integration of high-sensitivity sensors with multiple sensing performance for the environmental detection are required to support Societies 5.0 and strengthen sustainable development goals programs. However, many LSPR applications lack configurability performance and sensors with low sensitivity that stand alone. In this dissertation, a reconfigurable LSPR and multifunctional sensors are proposed. The main study can be separated into three branches. The first is a deposition of gold nanoparticles (AuNPs) on 36XY-LiTaO3 piezoelectric substrate. It can generate a reconfigurable LSPR. Second, it can be applied for multifunctional sensor applications by combining the LSPR sensor and acoustic sensor. The third is to deposit AuNPs on a glass substrate with a multilayered microwave ring resonator to obtain multifunctional sensors between the LSPR sensor and microwave sensor (MS).

The first contribution of this dissertation is focused on the investigation of LSPR with reconfigurable capability. The LSPR was produced by deposition of AuNPs on the 36XY-LiTaO3 piezoelectric substrate. Then, the reconfigurable capability was obtained by the dynamic array AuNPs position. Moreover, the dynamic array AuNPs was induced by shear horizontal surface acoustic waves (SH-SAWs) vibration after applying an electric signal through interdigital transducers (IDTs), the ON-condition. The experimental results confirmed that compared to OFF-condition, the ON-condition generates a blueshift effect. In general, the peak position (lP) has shifted to a lower wavelength with a quality factor adjustment. The scanning electron microscope (SEM) images of the morphological structure of AuNPs are utilized to perform the finite-difference time-domain (FDTD) analysis. Then, the model was expanded to dimer AuNPs and arrays AuNPs with dynamic coupling gap and variation arrays structures. As a result, the FDTD simulation confirmed a blueshift effect spectrum characteristic.

The second contribution is proposing a multifunctional sensor for the detection of permittivity (εr), conductivity (s), and the refractive index (n) simultaneously. The multifunctional sensor was developed based on the SH-SAW sensor and LSPR sensor. Moreover, the IDTs were fabricated on the 36XY-LiTaO3 substrate to develop the SH-SAW sensor. Then, the AuNPs were deposited on the propagation surface of the SH-SAW sensor to obtain the LSPR sensor. Interestingly, the deposited AuNPs on SH-SAW were not only generating an LSPR sensor but also enhanced the SH-SAW sensor sensitivity. The sensitivity enhancement was verified by frequency-domain measurement using a vector network analyzer and time-domain measurements by utilizing amplitude shift keying signal. A CST software was used for plasmonic enhance near field simulation. Then, atomic force microscopy (AFM) imaging was utilized for morphology characterization. The proposed sensor has detection range of εr = 25 – 85), s = 0.00528–0.02504 S/m, and high sensitivity for n detection (45.5–201.9 nm/RIU). The cross-sectional effects between the SH-SAW sensor and LSPR sensor were also investigated using the sine signal OFF/ON and the light OFF/ON, respectively. The result shows that the SH-SAW sensor was not influenced by light. Moreover, the LSPR sensor was slightly influenced by the SH-SAW sensor due to the vibration effect, and it has a small blueshift effect. However, this effect is not significant to interference sensor performance. In general, the proposed multifunctional sensors have high sensitivity with independent characteristics.

The third contribution is focused on the integration of MS and LSPR sensor. The MS was fabricated on a glass. The electrodes have a structure ring resonator with a multilayered configuration. The changes of liquid under test lead to frequency shifting. Then, the LSPR sensor was developed on the low-layered glass by deposition array AuNPs on the glass substrate. Therefore, the liquid under test will have direct interaction with AuNPs. LSPR sensor was examined using wavelength shifting characteristic. A comparison between FDTD and the conformal analytical method is also presented. The simulation result shows that by comparing air and water sample, it has shifted frequency of 395 MHz with the sensitivity of 4.95 MHz/εr. Measurement result show that it has shifted frequency of 416 MHz with the sensitivity of 5.2 MHz/εr. It is shown that the proposed sensor has followed the simulation result. Finally, the proposed sensors are suitable for a chemical environment, with the possibility of integration with a wireless network.

Finally, based on the result and as the main finding, the deposition AuNPs on dielectric material such as 36XY-LiTaO3 substrate or glass substrate can improve the device's functionality beyond the known general basic function. In particular, the functionality of the device can add with plasmonic phenomena or a refractive index sensor function."