การปรับปรุงคุณสมบัติการตรวจวัดก๊าซของโลหะออกไซด์โครงสร้างระดับนาโนด้วยไอออนพลาสมา

บทคัดย่อ

ในงานวิจัยนี้ได้ทำการวิจัยเป็น 2 ส่วน โดยในส่วนแรกศึกษาการเตรียมฟิล์มแท่งทินออกไซด์ด้วยเทคนิคการเคลือบมุมต่ำโดยวิธีการเคลือบแบบรีแอคทีพแมกนีตรอนสปัตเตอริงที่มุมการเคลือบ 85? โดยการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและสมบัติการตรวจวัดก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ของฟิล์มแท่งทินออกไซด์ที่ถูกปรับปรุงพื้นผิวด้วยออกซิพลาสมาที่พลังงาน 100, 200 และ 300 Watt พบว่าฟิล์มแท่งทินออกไซด์แสดงโครงสร้างผลึกที่ดีเมื่อผ่านกระบวนการออกซิเจนพลาสมาที่พลังงานเพิ่มขึ้นจาก 100 – 300 Watt เนื่องจากการได้รับพลังงานจากกระบวนการออกซิเจนพลาสมาที่มากพอ และยังพบว่าฟิล์มแท่งทินออกไซด์มีลักษณะผิวเป็นโครงสร้างผลึกรูปแท่งขนาดความกว้างประมาณ 0.1 ไมโครเมตร และมีความยาว ประมาณ 4 ไมโครเมตร จากผลการตรวจวัดก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ของฟิล์มแท่งทินออกไซด์ พบว่าฟิล์มแท่งทินออกไซด์มีคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น และฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ที่ไม่ผ่านกระบวนการออกซิเจนพลาสมา ค่าการตอบสนองต่อก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ดีที่สุด โดยมีค่าการตอบสนองประมาณ 8000 ที่อุณหภูมิ 60?C และอัตราการไหลของก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ 5 ppm ในส่วนที่ 2 ได้ทำการทำการเตรียมฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ด้วยเทคนิคการเคลือบมุมต่ำโดยวิธีการเคลือบแบบรีแอคทีพแมกนีตรอนสปัตเตอริงที่มุมการเคลือบ 85? โดยการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและสมบัติการตรวจวัดก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ของฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ที่ถูกปรับปรุงพื้นผิวด้วยออกซิพลาสมาที่พลังงาน 100, 150 และ 200 Watt พบว่าฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์แสดงโครงสร้างผลึกที่ดีเมื่อผ่านกระบวนการออกซิเจนพลาสมาที่พลังงาน 200 Watt เนื่องจากการได้รับพลังงานจากกระบวนการออกซิเจนพลาสมาที่มากพอ และยังพบว่าฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ มีลักษณะผิวเป็นโครงสร้างผลึกรูปแท่งขนาดความกว้างประมาณ 60 นาโนเมตร และมีความยาว ประมาณ 240 นาโนเมตร และลักษณะผิวหน้าของฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์มีความพรุนมากขึ้น จากผลการตรวจวัดก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ของฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ พบว่าฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์มีคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น และฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ที่ผ่านกระบวนการออกซิเจนพลาสมาที่พลังงาน 150 Watt ค่าการตอบสนองต่อก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ดีที่สุด โดยมีค่าการตอบสนองประมาณ 400 ที่อุณหภูมิ 200?C และอัตราการไหลของก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ 5 ppm นอกจากนี้ยังทำการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและสมบัติการตรวจวัดก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ของฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ที่ถูกปรับปรุงพื้นผิวด้วยออกซิพลาสมาที่ operate pressure 6.1x10-3, 1.6x10-2 และ 6.1x10-2 mbar พบว่าฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์แสดงโครงสร้างผลึกที่ดีเมื่อผ่านกระบวนการออกซิเจนพลาสมาที่ operate pressure 6.1x10-3 mbar เนื่องจากที่ operate pressure ต่ำ ออกซิเจนพลาสมามีพลังงานสูงพอที่จะทำให้ฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์แสดงโครงสร้างผลึกที่ดี จากผลการตรวจวัดก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ของฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ พบว่าฟิล์มแท่งทังสเตนไตรออกไซด์ที่ผ่านกระบวนการออกซิเจนพลาสมาที่ operate pressure 6.1x10-2 mbar ค่าการตอบสนองต่อก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ดีที่สุด โดยมีค่าการตอบสนองประมาณ 40 ที่อุณหภูมิ 300?C และอัตราการไหลของก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ 5 ppm และยังมีการตอบสนองต่อก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ได้ต่ำถึงระดับ 0.2 ppm

คำสำคัญ