Perancangan Sistem Pump-Probe Spectroscopy Sebagai Metode Dalam Analisis Dinamika Elektron pada Larutan

Abstract

Spektrokmetri adalah studi dalam bidang optoelektronika yang mempelajari tentang relasi antara suatu zat dengan radiasi elektromagnetik. Namun, berbagai metode spektroskopi seperti UV-Vis maupun Raman Spectroscopy tidak mampu untuk mendeskripsikan analisis bahan pada skala dinamika elektron yang merupakan hal yang esensial dalam menganalisis bahan semikonduktor, seperti carbon quantum dot. Dalam penelitian ini telah dibuat rancang bangun sistem pump-probe spectroscopy yang dapat memodelkan dinamika struktur elektron pada suatu zat dalam skala waktu femtosekon (〖10〗^(-15) sekon). Sistem dirancang dalam bentuk simulasi berbasis Lindbladian Master Equation dan setup eksperimen. Sistem menggunakan cahaya laser dengan panjang gelombang 1064 nm yang dikenakan pada zat uji. Laser dipisahkan menjadi dua beam menggunakan sebuah beam splitter, yakni pump dan probe. Cahaya laser pump digunakan untuk mengeksitasi zat yang diujikan, sedang cahaya laser probe digunakan untuk melakukan probing pada zat tersebut untuk ditangkap oleh photodetector. Pengaturan delay stage pada sistem akan membantu dalam menghasilkan data struktur elektron yang berubah terhadap waktu. Kemudian data diklasifikasi dengan recurrent neural network untuk memprediksi jenis bahan uji. Terdapat hasil berupa nilai absorbansi setinggi 0.3 unit absorbansi baik untuk sampel berupa larutan carbon quantum dot maupun quantum dot. Dari pengklasifikasi data didapatkan akurasi 90% untuk klasifikasi data pada sampel larutan quantum dot dan 81% untuk larutan carbon quantum dot. Hal tersebut digunakan untuk membuktikan bahwa hasil dari komputasi simulator sama dengan hasil setup eksperimen, serta pengklasifikasi yang telah dibuat dapat mencapai akurasi yang tinggi.