ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์ และคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง (SICC)

20 ธันวาคม 2561

เครื่องมือที่รับทดสอบภายในศูนย์ มี 2 เครื่อง

1. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดพร้อมอุปกรณ์ประกอบ (Scanning Electron Microscope, SEM)
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscope, SEM) ประสิทธิภาพสูง มีเทคโนโลยี Variable pressure ช่วยให้สามารถทำงานกับตัวอย่างที่ไม่นำไฟฟ้า (Non-conductive specimens) มีเทคโนโลยี ESEM ช่วยให้สามารถทำงานกับตัวอย่างที่มีความชื้นสูง มีน้ามัน ครีม ชีวภาพ ควบคุมการทำงานผ่านคอมพิวเตอร์ด้วยโปรแกรมการทำงานที่ใช้งานง่าย

ความสามารถในการให้บริการวิเคราะห์ทดสอบ

1. สามารถปรับตั้งค่าความต่างศักย์ (Accelerating Voltage, AV) ได้ในช่วง 0.2 – 30 กิโลโวลต์ สามารถปรับได้อย่างต่อเนื่องด้วยความละเอียด 10 โวลต์

2. สามารถปรับกำลังขยายได้ ตั้งแต่ 13 – 1,000,000 เท่า โดยปรับกำลังขยายแบบต่อเนื่องได้ในทั้งแบบปรับหยาบและปรับละเอียด

3. สภาวะสุญญากาศ ดังรายละเอียดต่อไปนี้

3.1 High vacuum ความดัน อยู่ที่ 6x10-4 Pa หรือดีกว่า

3.2 Low vacuum ความดัน อยู่ในช่วง 10 ถึง 130 ปาสคาล สามารถเลือกปรับได้

3.3 ESEM ความดัน อยู่ในช่วง 10 ถึง 2600 ปาสคาล สามารถเลือกปรับได้

3.4 ใช้ละอองน้าเป็นตัวทำสุญญากาศต่าและ สภาวะสิ่งแวดล้อม ESEM

4. แหล่งกำเนิดอิเล็กตรอนเป็นแบบทังสเตน (W filament)

5. มีตัวรับสัญญาน (Detector) ดังรายเอียดต่อไปนี้

5.1 ตัวรับสัญญานแบบ SE detector สามารถทำงานที่สุญญากาศสูง อย่างน้อย 1 ตัว

5.2 ตัวรับสัญญานแบบ SE detector สามารถทำงานที่สุญญากาศต่า อย่างน้อย 1 ตัว

5.3 ตัวรับสัญญานแบบ SE detector สามารถทำงานที่สภาวะสิ่งแวดล้อม อย่างน้อย 1 ตัว

5.4 ตัวรับสัญญานแบบ Backscatter electron detector อย่างน้อย 1 ตำแหน่ง สามารถทำงานที่

สุญญากาศสูง สุญญากาศต่ำ และ ภาวะสิ่งแวดล้อม ESEM ได้

6. ห้องใส่ตัวอย่าง (Specimen Chamber) มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 284 มิลลิเมตร หรือใหญ่กว่า

7. สามารถวิเคราะห์โครงสร้างพื้นผิววัสดุที่นำไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้า (non-conductive materials) ได้โดยไม่ต้องทำการเคลือบโลหะ/คาร์บอน ก่อนการใช้งาน

8. สามารถนำชิ้นงานที่มีความชื้นสูง จนถึงเปียก เข้าเครื่องโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการทาแห้งหรือเคลือบโลหะใดๆ ก่อนการใช้งาน

9. สามารถบันทึกข้อมูลภาพเคลื่อนไหว (.avi file) เป็นไฟล์ดิจิตอล

10. เครื่องตรวจวิเคราะห์ธาตุด้วยรังสีเอ็กซ์ (EDS)

11 หัวตรวจรับสัญญาณเป็นชนิด Silicon Drift Detector (SDD) มีขนาดพื้นที่รับสัญญาณขนาด 25 ตารางมิลลิเมตร

12 สามารถวิเคราะห์ธาตุได้ตั้งแต่ เบรีเรียม (Be) ถึง อเมอรีเซียม (Am)

2. กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (Atomic Force Microscope) หรือ AFM

กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (Atomic Force Microscope) หรือ AFM เป็นกล้องจุลทรรศน์ชนิดหัวอ่านส่องกราด (Scanning Probe Microscopes, SPMs) ชนิดหนึ่ง AFM มีหลักการทำงานโดยการใช้หัวอ่านซึ่งเป็นเข็มขนาดเล็กประมาณ 10 นาโนเมตร เป็นตัววัดแรงดึงดูดหรือแรงผลักที่เกิดขึ้นระหว่างหัวเข็มกับพื้นผิวที่ต้องการวิเคราะห์เพื่อสร้างเป็นภาพ โดยเมื่อกดหัวอ่านลงบนผื้นผิวที่จะตรวจวัด จะเกิดแรงที่กระทำต่อก้าน (cantilever) ของหัวอ่าน จะทำให้หัวอ่านเอียงด้วยมุมต่างๆ กันตามสภาพความสูงต่ำของพื้นผิวซึ่งจะสามารถตรวจวัดได้จากมุมสะท้อนของลำแสงเลเซอร์ที่ยิงลงไปยังก้านของหัวอ่าน จากนั้นคอมพิวเตอร์ก็จะแปลงสัญญาณออกมาเป็นภาพของพื้นผิวที่ต้องการตรวจสอบได้ โดย AFM มีความสามารถพิเศษคือสามารถใช้ได้กับพื้นผิวที่หลากหลายทั้งที่เป็นฉนวนและพื้นผิวที่นำไฟฟ้าได้ และมีระดับความสูงต่ำ (roughness) ไม่เกิน 4 ไมโครเมตร และขนาดภาพสแกนใหญ่ที่สุดไม่เกิน 100 ไมโครเมตร

ความสามารถในการให้บริการวิเคราะห์ทดสอบ
1. AFM (Atomic Force Microscope: Contact Mode) เป็นโหมดสำหรับวัดคุณสมบัติทางด้านกายภาพ (physical property) โดยที่หัววัดสัมผัสกับผิวของตัวอย่าง เหมาะกับลักษณะผิวตัวอย่างที่แข็ง เช่น ฟิล์มบาง เป็นต้น สามารถวิเคราะห์ค่า Ra (roughness), friction Force, particle & grain analysis, pitch & height measurement
2. DFM (Dynamic Force Microscope: Non contact Mode) เป็นโหมดสำหรับวัดคุณสมบัติทางด้านกายภาพโดยที่หัววัดจะไม่สัมผัสกับผิวของตัวอย่าง เหมาะกับลักษณะผิวตัวอย่างที่อ่อนนุ่ม เช่น พอลิเมอร์ เป็นต้น สามารถวิเคราะห์หาค่า Ra (Roughness), phase Analysis, particle & grain analysis, pitch & height measurement

การประยุกต์ใช้งาน
1. วิเคราะห์พื้นผิวโลหะ เช่น ผิวของวัสดุพวกเหล็ก อะลูมิเนียม เพื่อดูลักษณะพื้นผิวและความขรุขระ
2. วิเคราะห์พื้นผิวของฟิล์มบาง เพื่อดูความขรุขระ และดูการกระจายตัวของสารเคลือบบนผิวฟิล์มบาง
3. วิเคราะห์ลักษณะพื้นผิวของตัวอย่างทางด้านชีวภาพ เช่น ลักษณะของตัวอย่างดีเอ็นเอเมื่อมีการนำสารพวกพอลิเมอร์เข้าไปผสม หรือดูลักษณะของเซลล์แบคทีเรีย เป็นต้น
4. วิเคราะห์ความหนาของแผ่นฟิล์ม หรือวิเคราะห์ความลึกของรอยตำหนิที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิต เช่น วิเคราะห์ความลึกของสารเคลือบบนแว่นตา วิเคราะห์ความหนาของสารเคลือบฟิล์มในระดับนาโนเมตรของกระจกรถยนต์ เป็นต้น
5. วิเคราะห์ลักษณะของสนามแม่เหล็กบนแผ่นฮาร์ดดิสก์ หรือเครื่องบันทึกข้อมูลที่ใช้แถบแม่เหล็กต่างๆ
6. วิเคราะห์ดูขนาดของอนุภาคนาโนชนิดต่างๆ ที่เคลือบเกาะบนผิวของตัวอย่าง เช่น วิเคราะห์ขนาดของอนุภาคไททาเนียมนาโนบนผิวของกระจกที่สามารถทำความสะอาดตัวเองได้ เป็นต้น
7. วิเคราะห์ดูการกระจายตัวของสารหลายๆ ชนิดที่รวมตัว หรือกระจายตัวกันอยู่บนพื้นผิวของตัวอย่าง เช่น ฟิล์มพอลิเมอร์ที่ประกอบไปด้วยสารพอลิเมอร์หลายๆชนิด จะทำสามารถเห็นการรวมตัว หรือการกระจายตัวกันของสารได้

ติดต่อสอบถามเพิ่มเติม :
ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์ และคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง (SICC) สังกัดสำนักงานคณบดี
คณะวิทยาศาสตร์ประยุกต์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
โทร: 02-555-2000 ต่อ 4216