รายละเอียดโครงการวิจัย รหัสโครงการ : MRG5180363 ชื่อโครงการ : สมบัติไดอิเลคทริกและความไวต่อแก๊สของฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์ออกไซด์ Dielectric Properties and Gas Sensing Properties of Perovskite Oxide Thin Films หัวหน้าโครงการ : สตรีรัตน์ โฮดัค (กำแพงแก้ว) : [งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง (3 โครงการ) ] ทีมวิจัย : สตรีรัตน์ โฮดัค (กำแพงแก้ว) หัวหน้าโครงการ โฮเซ่ เอคเตอร์ โฮดัค นักวิจัยที่ปรึกษา วันที่เริ่มโครงการ : 15 พ.ค. 2551 วัตถุประสงค์ : 1. เพื่อสังเคราะห์ฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์ออกไซด์ (Perovskite Oxide) ประเภทต่างๆ เช่น Barium titanate (BaTiO3) และ Strontium titanate (SrTiO3) โดยวิธีการโซล-เจลบนสารรองรับซิลิกอน (silicon substrate) และ สารรองรับอลูมินา (alumina substrate) ทั้งถูกเจือและไม่ถูกเจือ ซึ่งในปัจจุบันผู้วิจัยสามารถทำการสังเคราะห์สาร BaTiO3 และ SrTiO3ได้ในห้องปฏิบัติการของตนเอง 2. เพื่อประดิษฐ์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แก๊สเซนเซอร์จากฟิล์มที่สังเคราะห์ได้ โดยกระบวนการทาง PhotoLithography และ การเคลือบอิเล็กโทรดทองบนฟิล์มโดยวิธีสปัตเตอร์ริง ในที่นี้จะอธิบายรายละเอียดเชิงเทคนิคของการประดิษฐ์ Coplanar capacitors ขึ้นตอนแรกจะต้องมีการเคลือบ photoresist ซึ่งเป็นสารเคมีที่ไวต่อแสงลงบนฟิล์มก่อน จากนั้นนำชิ้นงานมาฉายแสง UV โดยที่มีแผ่นมาร์กวางอยู่บนฟิล์มที่ถูกเคลือบด้วย photoresist แผ่นมาร์กที่ใช้จะมีลวดลายที่ต้องการมีทั้งพื้นที่ที่แสงทะลุผ่านได้และพื้นที่ที่แสงทะลุผ่านไม่ได้ ปกติ photoresist จะมีอยู่สองแบบ ถ้าเป็นแบบ negative photoresist แสง UV จะทำให้ negative resist มีความแข็งแรงมากขึ้นจากการ polymerization จากนั้นจะถูกนำมาล้างด้วยน้ำยาล้าง (developer) เนื่องจากการละลายยากของ negative resist ที่ถูกแสง UV ด้วยน้ำยาล้าง ทำให้บริเวณที่โดนแสง UV ยังมี resist เคลือบอยู่บนผิว จากนั้นเมื่อมีการเคลือบอิเล็กโทรด (Cr/Au) ด้วยเทคนิคสปัตเตอร์ริงหรือการระเหยสูญญากาศแล้ว นำชิ้นงานไปละลายกับสารละลายอะซิโตน จะมีการ etch เอาส่วนที่มี resist อยู่ซึ่งเป็นส่วนที่อิเล็กโทรดถูก etch ไปด้วย จากนั้นก็จะได้ Coplanar capacitors ที่ต้องการ ภาพข้างล่างเป็นตัวอย่างของ Coplanar capacitor ที่ได้จากกระบวน PhotoLithography ที่ผู้วิจัยได้ผลิตขึ้นเมื่อครั้งกำลังทำวิทยานิพนธ์ระดับปริญาเอก สำหรับภาคตัดขวาง 3. เพื่อทดสอบคุณสมบัติของแก๊สเซนเซอร์ เช่น ความไวการตอบสนอง (Response) ความไวในการวัด (Sensitivity) ความจำเพาะ (Selectivity) ความเสถียรภาพ (Stability) และพิสัยการวัด (Dynamic Range) โดยแก๊สที่จะใช้ในงานวิจัยนี้ ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และ คาร์บอนมอนนอกไซด์ 4. เพื่อทดสอบเงื่อนไขในการปลูกฟิล์มที่มีผลต่อคุณสมบัติของแก๊สเซนเซอร์ เช่น อุณหภูมิที่ใช้ในการปลูก ขนาดของเกรน การเจือด้วยธาตุโลหะต่าง ๆ เพื่อเปลี่ยนเป็นสารกึ่งตัวนำ พร้อมทั้งมีการวัดโครงสร้างทางผลึกของฟิล์มด้วยเทคนิค X-ray Diffraction (XRD) การตรวจสอบสภาพพื้นผิวด้วยเทคนิค Atomic Force Microscopy (AFM) การตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีด้วยเทคนิค Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) และโครงสร้างของฟิล์มในระดับจุลภาคด้วยเทคนิค Transmission Electron Microscopy (TEM) ควบคู่ไปด้วย 5. เพื่อนำข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคต่างๆ ดังที่กล่าวมาแล้ว มาเชื่อมโยงกับผลที่ได้จากการทดสอบคุณสมบัติของแก๊สเซนเซอร์ ผลลัพธ์ที่ได้จะถูกประมวลผลในการพัฒนาองค์ความรู้เพื่อเข้าใจกลไกที่เกิดขึ้นภายในฟิล์มและเพื่อพัฒนาปรับปรุงประสิทธิภาพของเซนเซอร์ที่ต้องการ 6. เพื่อศึกษาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน (Basic Science) ของตัวสารไดอิเลกทริกเองโดยการทำเป็นตัวเก็บประจุขนาน (parallel capacitors) ควบคู่กับการประยุกต์ใช้ฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์ออกไซด์ที่ไม่ได้เจือด้วยโลหะและเจือด้วยโลหะเป็นแก๊สเซนเซอร์ สถิติการเปิดชม : 1,483 ครั้ง ดาวน์โหลด : 124 ครั้้ง แจ้งปัญหาการดาวน์โหลดที่นี่ (* หากไม่สามารถดาวน์โหลดได้) รายงานวิจัย ฉบับสมบูรณ์: รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ (Full Paper) บทคัดย่อ (Abstract) : แสดงบทคัดย่อ เลือกดาวน์โหลดแบบลิงค์ :
