Menu
   

NEWApplications of Synchrotron Radiation

ซินโครตรอน เตรียมยกทีมวิจัย บุก ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

จัดอบรม “Synchrotron Radiation Applications”

 ประกาศ

 

ซินโครตรอน เตรียมยกทีมวิจัย บุก ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

 

         สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน ขอเชิญผู้สนใจการประยุกต์ใช้แสงซินโครตรอน เข้าร่วมอบรม “Synchrotron Radiation Applications" ในเทคนิค Small Angle X-ray Scattering (SAXS), เทคนิค Photoemission Electron Spectroscopy (PES), เทคนิค Photoelectron Emission Microscopy (PEEM), เทคนิค Deep X-ray Lithography (DXL), เทคนิค Micro X-ray Fluorescence Spectroscopy/Imaging (XRF), เทคนิค Macromolecule Crystallography (MX), เทคนิค X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) และ เทคนิค  Infrared Spectroscopy and Imaging (IR) โดยการอบรมดังกล่าวจะจัดขึ้นในวันพฤหัสบดีที่ 20 กรกฎาคม 2560 ณ ห้องประชุม ชั้น 11 อาคารมหามกุฎ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ความสำคัญและที่มาของโครงการ

         ด้วย ฝ่ายสถานีวิจัยมีความประสงค์จะจัดกิจกรรมการอบรม “Synchrotron Radiation Applications” ให้กับกลุ่มผู้ใช้เทคนิค Small Angle X-ray Scattering (SAXS), เทคนิค Photoemission Electron Spectroscopy (PES), เทคนิค Photoelectron Emission Microscopy (PEEM), เทคนิค Deep X-ray Lithography (DXL), เทคนิค Micro X-ray Fluorescence Spectroscopy/Imaging (XRF), เทคนิค Macromolecule Crystallography (MX), เทคนิค X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) และ เทคนิค  Infrared Spectroscopy and Imaging (IR) กิจกรรมนี้ประกอบไปด้วยการบรรยายวิชาการทั้งจากนักวิทยาศาสตร์ของสถาบันและการแลกเปลี่ยนความรู้และประสบการณ์ในกลุ่มงานวิจัยด้านวัสดุศาสตร์ แพทย์ศาสตร์ และด้านอื่นๆโดยผู้เข้าอบรมจะได้รับความรู้เกี่ยวกับเทคนิคการวิเคราะห์ต่างๆ โดยใช้แสงซินโครตรอน และการแลกเปลี่ยนความรู้และประสบการณ์ในกลุ่มงานวิจัย

วันเวลา/สถานที่

    ในวันพฤหัสบดีที่ 20 กรกฎาคม 2560 ณ ห้องประชุม ชั้น 11 อาคารมหามกุฎ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กรุงเทพมหานคร

วัตถุประสงค์

  1. ส่งเสริมการใช้ประโยชน์แสงซินโครตรอนของสถาบัน
  2. สร้างกลุ่มผู้ใช้รายใหม่ให้กับระบบลำเลียงแสง

กลุ่มเป้าหมาย 80 คน

  1. นักวิจัยและอาจารย์
  2. นักศึกษา (กำลังศึกษาระดับปริญญาโทและเอก)

กำหนดการรับสมัคร / ช่องทางการสมัคร

สมัครผ่านทาง e-mail : This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. โดยแจ้งข้อมูล ดังนี้

1. ชื่อ- นามสกุล / คณะ/ สถาบัน
2. E-mail
3. หมายเลขโทรศัพท์มือถือ

กำหนดการรับสมัคร : ตั้งแต่วันนี้ - ถึงวันที่ 2 เมษายน 2560

ปิดรับสมัครผู้เข้าร่วมโครงการฯ ในวันศุกร์ที่ 30 มิถุนายน 2560

ประกาศรายชื่อผู้ได้รับการคัดเลือกในวันพุธที่ 5 กรกฎาคม 2560

กำหนดการจัดอบรม ในวันพฤหัสบดีที่ 20 กรกฎาคม 2560

กำหนดการอบรม

08:30 - 09:00 น. ลงทะเบียน
09:00 - 09:15 น. พิธีเปิด
09:15 - 09:55 น. การบรรยายเรื่อง “เทคนิค Micro X-ray Fluorescence Spectroscopy/Imaging (XRF)”
  โดย ดร.จิตริน ชัยประภา, นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง
09:55 - 10:35 น. การบรรยายเรื่อง “เทคนิค Deep X-ray Lithography (DXL)"
  โดย ดร.พัฒนพงศ์ จันทร์พวง, หัวหน้าส่วนบริการผู้ใช้และนักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง
10:35 - 10:50 น. รับประทานอาหารว่าง
10:50 - 11:30 น. การบรรยายเรื่อง “เทคนิค Small Angle X-ray Scattering (SAXS)”
  โดย ดร.ศิริวัช สุนทรานนท์, ผู้จัดการระบบลำเลียงแสง 1.3W: SAXS
11:30 - 12:10 น. การบรรยายเรื่อง “เทคนิค Photoemission Electron Spectroscopy (PES)”
  โดย ดร.ณรงค์ จันทร์เล็ก, นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง
12:10 - 13:30 น. รับประทานอาหารกลางวัน
13  :30 - 14:10 น. การบรรยายเรื่อง “เทคนิค Macromolecular Crystallography (MX)”
  โดย ดร.ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล, รักษาการผู้จัดการระบบลำเลียงแสงที่ 7.2: MX
14:10 - 14:50 น. การบรรยายเรื่อง “เทคนิค IR Spectroscopy and Imaging”
  โดย ดร.กาญจนา ธรรมนู, รักษาการผู้จัดการระบบลำเลียงแสงที่ 4.1: IR
14:50 - 15.00 น. รับประทานอาหารว่าง
15:00 - 15:40 น. การบรรยายเรื่อง “เทคนิค X-ray Absorption Spectroscopy (XAS)
  โดย ดร.พินิจ กิจขุนทด, ผู้จัดการระบบลำเลียงแสงที่ 5.2: SUT-NANOTEC-SLRI
15:40 - 16:20 น. การบรรยายเรื่อง “เทคนิค Photoemission Electron Microscopy (PEEM)”
  โดย ดร.พัฒน์ โพธิ์ทองคำ, นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง
16.20 - 16.30 น. Proposal workshop และอภิปราย ตอบข้อซักถาม
  โดย ดร.ยิ่งยศ ภู่อาภรณ์, ผู้จัดการระบบลำเลียงแสงที่ 2.2: TRXAS.

ติดต่อผู้ประสานงานโครงการ

ส่วนบริการผู้ใช้ ฝ่ายกลยุทธิและพัฒนาธุรกิจองค์กร
โทรศัพท์ 044-217-040 ต่อ 1602-1604
E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.


  BL1.1W, BL.2.2, BL5.2, BL8: X-ray Absorption Spectroscopy (XAS)

        หลักการของเทคนิค XAS คือ การฉายรังสีเอกซ์บนสารที่ต้องการศึกษาและวัดอัตราส่วนการดูดกลืนรังสีเอกซ์ที่พลังงานต่างๆ ทำให้สามารถวิเคราะห์สถานะทางเคมี และโครงสร้างโดยรอบของอะตอมที่สนใจได้ ไม่ว่าจะเป็น ความยาวพันธะ ลักษณะการจัดเรียงตัว หรือชนิดของอะตอมรอบข้าง เทคนิคนี้ไม่ทำลายสารตัวอย่างและสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในงานวิจัยได้หลายสาขา เช่น วัสดุศาสตร์ ชีววิทยา สิ่งแวดล้อม และโบราณคดี ซึ่งเทคนิคดังกล่าวสามารถวิเคราะห์สารตัวอย่างได้ทั้งในสภาวะของแข็งและของเหลว นอกจากนี้ ยังสามารถออกแบบการทดลองแบบ in situ experiment เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงของตัวอย่างภายใต้สภาวะต่างๆ เช่นความร้อน แก๊ส ความต่างศักย์ กระแสไฟฟ้า เป็นต้น

1

BL6b : Micro X-ray Fluorescence Spectroscopy/Imaging (m-XRF)

         เทคนิคการเรืองรังสีเอกซ์หรือ X-ray fluorescence (XRF) เป็นเทคนิคที่ใช้สำหรับการศึกษาองค์ประกอบของธาตุที่อยู่ในตัวอย่าง โดยอาศัยความต่างของชั้นพลังงานของแต่ละธาตุ (ชั้น K, L, M, ...) ดังนั้นเมื่อเรากระตุ้นอะตอมด้วยการให้พลังงานที่มากกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอนชั้นใน ทำให้เกิดที่ว่าง และเมื่ออิเล็กตรอนในชั้นนอกลงมาแทนที่ อะตอมจะปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสีเอกซ์ เรียกปรากฏการณ์ดังกล่าวว่า "การเรืองรังสีเอกซ์"   เราสามารถนำปรากฏการณ์นี้ไปใช้ในการหาชนิดของธาตุที่อยู่ในตัวอย่างที่เราสนใจได้ เราเรียกเทคนิคนี้ว่า "เทคนิคการเรืองรังสีเอกซ์" ซึ่งข้อดีของเทคนิคนี้ก็คือ การเตรียมตัวอย่างที่ไม่ยุ่งยาก และเป็นเทคนิคที่ไม่ทำลายคุณสมบัติของตัวอย่าง (non-destructive method) โดยทั่วไปเราจะใช้รังสีเอกซ์เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการคายพลังงานของอะตอมในตัวอย่าง ในที่นี้คือ แสงซินโครตรอนในย่านรังสีเอกซ์ และเนื่องจากแสงซินโครตรอนมีความเข้มสูง ทำให้เราสามารถโฟกัสลำรังสีเอกซ์ให้มีขนาดเล็กในระดับไมโครเมตรได้ ซึ่งเหมาะสำหรับการหาองค์ประกอบของธาตุที่บริเวณเล็กๆ บนตัวอย่างที่ไม่เป็นเนื้อเดียว นอกจากนั้นยังสามารถศึกษาการกระจายตัวของธาตุต่างๆ ได้ เราเรียกเทคนิคนี้ว่า micro-X-ray fluorescence spectroscopy/imaging สถานีทดลอง micro-XRF เป็นสถานีที่ใช้แสงซินโครตรอนในย่านรังสีเอกซ์แบบต่อเนื่อง (white X-ray beam) จากแม่เหล็กสองขั้ว

Screenshot 1

BL6a:Deep X-ray Lithography (DXL)

         ระบบลำเลียงแสงที่ 6a: DXL คือเทคนิคในการผลิตชิ้นส่วนจุลภาค (Micro-parts) ที่มีความละเอียดและแม่นยำสูงระดับไมโครเมตร โดยการใช้รังสีเอกซ์พลังงานต่ำจากเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน ชิ้นส่วนและโครงสร้างที่ได้จะมีความคมชัดและสามารถนำไปประยุกต์ใช้เป็นกลไกขับเคลื่อนและแม่พิมพ์ความละเอียดสูงของระบบปฏิบัติการบนชิพได้ (Lab-on-a-chip) และด้วยพลังงานรังสีเอกซ์ที่ครอบคลุมในช่วง 2keV – 8 keV การทดสอบตัวอย่างชิ้นงานจากการเปลี่ยนแปลงของรังสีเอกซ์สามารถดำเนินการได้ที่สถานีทดลองนี้เช่นกัน

Screenshot 2

BL1.3W : Small Angle X-ray Scattering (SAXS)

        การวัด SAXS และ WAXS ทําได้โดยการให้รังสีเอกซ์ที่มีคาความยาวคลื่นเดี่ยวทะลุผ่านชิ้นตัวอย่างและวัดความเข้มของรังสีเอกซ์ที่กระเจิงไปที่มุมต่างๆ โดยหัววัดที่ใช้เป็นหัววัด 2 มิติ เช่น กล้อง CCD หรือ Image Plate รังสีเอกซ์ที่กระเจิงจากตัวอย่างจะทําให้เกิดภาพแผนผังการกระเจิง (scattering pattern) ซึ่งสามารถนํามาแปรความหมายเป็นลักษณะโครงสร้างโมเลกุลได้ ทำให้ SAXS จึงเป็นเทคนิคสำหรับการศึกษาขนาดและโครงสร้างที่อยู่ระดับนาโนเมตร เช่น การศึกษาขนาดและรูปร่างของอนุภาคนาโน การศึกษาโครงสร้างวัสดุโพลิเมอร์และเส้นใย รวมถึงการศึกษาโครงสร้างนาโนในวัสดุทางชีวภาพ โดยที่ BL1.3W สามารถศึกษาโครงสร้างที่มีขนาดประมาณ 1-100 นาโนเมตร นอกจากเทคนิค SAXS แล้ว ที่ BL1.3W สามารถทำการวัดเทคนิค Wide Angle X-ray Scattering (WAXS) สำหรับการศึกษาคุณสมบัติความเป็นผลึกได้

Screenshot 3

BL3.2a:Photoelectron Emission Spectroscopy (PES)

         ระบบลำเลียงแสงที่ 3.2a เปิดให้บริการแสงซินโครตรอนในย่านของ Vacuum Ultra-Violet (VUV) ถึง Soft X-ray (ช่วงค่าพลังงานระหว่าง 40 ถึง1040 อิเล็กตรอนโวลต์ (eV)) เพื่อการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์บริเวณพื้นผิวของวัสดุโดยอาศัยเทคนิค Photoelectron Emission Spectroscopy (PES) ปัจจุบันสถานีทดลองของระบบลำเลียงแสงเปิดให้บริการใน 2 เทคนิคหลักคือ

1. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)

2. Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES)

นอกจากนี้สถานีทดลองยังเปิดให้บริการเทคนิคการทดลองและวิเคราะห์ทางพื้นผิวของวัสดุที่หลากหลาย อาทิเช่น Auger Electron Spectroscopy (AES) Low Energy Electron Diffraction (LEED) Reflection High-Energy Electron Diffraction (RHEED) การปลูกฟิล์มบางด้วยเทคนิค Molecular Beam Epitaxy (MBE) Electron Beam Evaporation และ DC/RF Magnetron Sputtering

Screenshot 4

BL7.2W: MX Macromolecular Crystallography (MX)

         เทคนิค Macromolecular Crystallography เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาโครงสร้างสามมิติของโปรตีน และโมเลกุลอื่นที่เกี่ยวข้อง โดยในการศึกษาโครงสร้างระดับอะตอมของโปรตีนที่สนใจด้วยเทคนิคดังกล่าว จำเป็นต้องเตรียมตัวอย่างผลึกโปรตีน (Protein Crystal) จากสารละลายโปรตีนบริสุทธิ์ (Purified Protein) ก่อนที่จะนำผลึกโปรตีนไปยิงด้วยรังสีเอกซ์ที่สถานีทดลอง BL7.2W: MX และเก็บข้อมูลการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ที่ออกจากผลึกโปรตีน ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการหาโครงสร้างสามมิติของโปรตีนชนิดนั้นต่อไป ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการพัฒนาออกแบบตัวยา การศึกษากลไกการทำงานของโปรตีนในสิ่งมีชีวิต และการศึกษาเอนไซม์ที่มีความสำคัญทางเทคโนโลยีชีวภาพ เป็นต้น

Screenshot 5

BL4.1: Infrared Spectroscopy and Imaging (ISI)

         เทคนิคด้าน Infrared (IR) Spectroscopy เป็นเทคนิคที่นิยมใช้ในการวิเคราะห์ตรวจสอบเกี่ยวกับโมเลกุลของสาร โดยอาศัยหลัการเกี่ยวกับการสั่น (Vibartion) ของโมเลกุลแสงอินฟาเรดช่วงกลาง (2.5-25μm) มีความถี่ตรงกับความถี่การสั่นของพันธะโควาเลนซ์ในโมเลกุลของสาร การนำแสงซินโคตรอนย่านพลังงานอินฟาเรดมาใช้กับเทคนิค Infrared Spectroscopy ร่ามกับการใช้กล้องจุลทรรศน์ หรือที่เรียกว่า Synchrotron Radiation-Based IR Spectromicroscopy เป็นการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเทคนิค Infrared Spectroscopy ให้มีความสามารถนำไปใช้ตรวจวิเคราะห์สารตัวอย่างที่มีขนาดเล็ก หรือตัวอย่างที่มีความเข้มข้นต่ำมากๆ เนื่องมาจากมีคุณสมบัติของแสงซินโครตรอนที่ให้ความเข้มและความสว่างจ้าของแสงสูงกว่าแหล่งกำเนิดแสงทั่วไปมาก นอกจากนี้ยังช่วยให้ผลการวิเคราะห์ที่ได้มีอัตราส่วนระหว่างสัญญาณและสัญญาณรบกวน (signal/noise ratio) ที่ดีขึ้น โดยไม่สูญเสียรายละเอียดเชิงพื้นที่ (Spatial resolution) และยังช่วยลดระยะเวลาตรวจวิเคราะห์เมื่อเทียบกับการใช้ Conventional IR source

         ในทางชีววิทยาช่วงที่จะใช้ประโยชน์ในการวิเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นช่วงอินฟาเรดกลางเป็นส่วนใหญ่ สเปคตรัมการดุดกลืนของแสงอินฟาเรดจะมีประโยชน์อย่างมากในงานวิจัยด้านตัวอย่างทางชีววิทยา โดยสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน ไขมัน หรือกรดนิวคลีอิกซึ่งจะมีสเปคตรัมการดูดกลืนอยู่ในช่วงที่แตกต่างกัน การใช้งานจึงมีประโยชน์อย่างมากในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและโคลงสร้างที่มีขนาดเล็กมากๆของสาชีวโมเลกุลได้ ข้อดีอีกประการหนึ่งของเทคนิคนี้คือ การเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ไม่มีความยุ่งยากซับซ้อน ทำให้สามารถใช้ในการตรวจวิเคราะห์ตัวอย่างโดยไม่ทำลายพันธะเคมีของตัวอย่าง เนื่องจากแสงที่ใช้อยู่ในย่านพลังงานที่ค่อนข้างต่ำเกินกว่าที่จะทำลายพันธะทางเคมีหรือการทำให้เกิดปฏิกริยาการแตกตัวของโมเลกุลได้ การใช้ประโยชน์ของเทคนิคดังกล่าวมีประโยชน์อย่างยิ่งโดยเฉพาะในงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ เช่น การตรวจสอบโครงสร้างเนื้อเยื้อ อาทิเส้นผม ผิวหนัง กระดูกเป็นต้น ใช้เป็นเครื่องมือทางการแพทย์ในการตรวจวินิจฉัยโรค อาทิเช่น การวินิจฉัยมะเร็งปากมดลูกในระยะเริ่มต้น การตราจสอบความผิดปกติของเซลล์สมองที่เป็นสาเหตุของโรงอังไซเมอร์ การตราจวินิจฉัยโรคกระดูกพรุน ร่วมไปถึงงานวิจัยด้านเซลล์ต้นกำเนิด (Stem cell)

         เทคนิค FTIR microspectroscopy สามารถนำมาใช้ศึกษาองค์ประกอบของการเปลี่ยนแปลงสารชีวโมเลกุลจากตัวอย่างเซลล์หรือเนื้อเยื่อที่สนใจ ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็น Spectral signature ของตัวอย่างที่สนใจได้ โดยลักษณะสเปคตรัมจาก IR จะให้ข้อมูลการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต เป็นต้น ที่เป้นลักษณะสเปคตรัมของการดูดกลืนแสงอินฟาเรดในสารแต่ล่ะชนิด ทำให้สามารถสร้างเป็น Molecular fingerprint ขององค์ประกอบสารชีวเคมีในตัวอย่างเซลล์หรือเนื้อเยื้อได้ (ดังภาพ)

Screenshot 6

BL3.2a: Photoemission electron microscopy (PEEM)

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน PEEM

         สถานีทดลอง PEEM ซึ่งติดตั้ง ณ ระบบลำเลียงแสง 3.2b ของห้องปฏิบัติการแสงสยาม เป็นกล้อง จุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่อาศัยโฟโตอิเล็กตรอนที่หลุดจากผิวตัวอย่างเพื่อทำให้เกิดภาพ โดยเป็นเทคนิควิเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีประโยชน์มากสำหรับงานศึกษาด้านพื้นผิวและการปลูกฟิล์มบาง เนื่องจากสามารถเลือกถ่ายภาพบริเวณที่สนใจบนผิวของตัวอย่างได้โดยมีความละเอียดในระดับนาโนเมตร นอกจากนี้ยังสามารถเลือกวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างทางผลึกของวัตถุบนผิวของสารตัวอย่างได้อีกด้วย

การทำงานของสถานีทดลอง PEEM

        PEEM (Photoemission electron microscopy) คือการรวมเทคนิคการดูภาพเหมือนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทั่วไป กับเทคนิคด้าน Spectroscopy ด้วยแสงซินโครตรอน ซึ่งการใช้เทคนิค PEEM กับแสงซินโครตรอนทำให้สามารถเลือกและเปลี่ยนค่าพลังงานแสงที่ใช้กระตุ้นอิเล็กตรอนให้หลุดออกจากผิวของสารตัวอย่าง จึงสามารถวิเคราะห์ธาตุและองค์ประกอบทางเคมีของวัตถุบนสารตัวอย่างด้วยเทคนิค Micro X-ray absorption spectroscopy (μ-XAS)ได้นอกจากนี้ระบบ PEEM ที่ระบบลำเลียงแสง 3.2b ได้ติดตั้งElectron energy analyzerทำให้สามารถศึกษาส่วนผสมทางเคมีได้ด้วยเทคนิค Micro X-ray photoemission spectroscopy (μ-XPS) ภาพถ่ายจากเทคนิค PEEM มีความละเอียดอยู่ในช่วงระหว่าง 10-100 นาโนเมตร ทั้งนี้ Contrast ของวัตถุในภาพถ่ายจาก PEEM นั้นเกิดได้จาก Elemental contrast โดยอาศัยความสามารถในการเปลี่ยนค่าพลังงานแสงของแหล่งกำเนิดแสงซินโครตรอนในช่วง UVถึง X-ray ซึ่งในแต่ละค่าพลังงานแสง ธาตุแต่ละชนิดจะปล่อยโฟโตอิเลคตรอนจำนวนไม่เท่ากัน ทำให้สามารถแยกแยะชนิดของธาตุบนสารตัวอย่างได้ Topological contrast เกิดจากพื้นผิวของสารตัวอย่างมีความขรุขระหรือสูงต่ำไม่เท่ากันทำให้วิถีของอิเล็กตรอนเกิดการเบี่ยงเบนก่อนจะเกิดภาพ Work function contrast เกิดจากแสงที่กระตุ้นในช่วง UV มีค่าพลังงานใกล้เคียงกับ Work function ของวัสดุบนผิวสารตัวอย่างที่ศึกษา Magnetic contrast เกิดจากทิศทางที่แตกต่างกันระหว่าง ทิศความเป็นโพลาไรซ์ของแสงซินโครตรอนกับการเรียงตัวของโดเมนแม่เหล็กในพื้นผิวของสารตัวอย่าง

        นอกจากการใช้แสงซินโครตรอนในการกระตุ้นโฟโตอิเลคตรอนเพื่อสร้างภาพถ่าย PEEM แล้ว สถานีทดลอง PEEM ของห้องปฏิบัติการแสงสยามยังได้ติดตั้งแหล่งกำเนิดอิเลคตรอนซึ่งสามารถใช้ถ่ายภาพตัวอย่างมีความละเอียดในระดับนาโนเมตรเช่นกัน เรียกว่าเทคนิค LEEM หรือ Low-energy electron microscopyทั้งนี้ภาพถ่ายจากเทคนิค LEEM สามารถใช้เพื่อการวิเคราะห์โครงสร้างความเป็นผลึกของสารตัวอย่างได้อีกด้วย โดยการถ่ายภาพ LEEM จากเทคนิคอาศัยหลักการเลี้ยวเบน (Diffraction) จากโครงสร้างที่เป็นผลึกของตัวอย่าง เมื่อนำอิเลคตรอนที่เกิด Diffraction มาขยายเป็นภาพหรือที่เรียกว่า Dark-field imagingภาพที่ได้จะมี Contrast ระหว่างวัตถุหรือพื้นที่บนตัวอย่างที่มีโครงสร้างอะตอมขนาดแตกต่างกันหรือมีทิศทางแตกต่างกัน ซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับการศึกษาการปลูกฟิล์มบนผิวของตัวอย่างและศึกษาการเปลี่ยนแปลงเฟสหรือโครงสร้างเมื่อให้ความร้อน

ข้อจำกัดของลักษณะชิ้นงานตัวอย่างในการถ่ายภาพด้วยPEEM

- ชิ้นงานตัวอย่างต้องมีลักษณะเป็นแผ่นบางขนาดประมาณ 1×1 ซม. หรือเล็กกว่า มีผิวเรียบ (RMS roughness ในระดับนาโนเมตร) และหนาไม่เกิน 3 มม.

- ชิ้นงานตัวอย่างต้องนำไฟฟ้าได้ กรณีเป็นวัสดุไม่นำไฟฟ้าสามารถเคลือบด้วยฟิล์มโลหะบนชิ้นงานก่อนนำไปถ่ายภาพ

- ชิ้นงานตัวอย่างต้องสามารถอยู่ได้ในสภาวะสุญญากาศระดับ 10-10 torr โดยไม่ทำให้สภาพสุญญากาศเสียจากการ Outgassing

การทดลองที่สามารถทำได้ในPEEM ในขณะที่ถ่ายภาพแบบ In-situ

- สามารถปรับอุณหภูมิของตัวอย่างได้ตั้งแต่อุณหภูมิห้องถึงประมาณ 1500องศาเซลเซียส

- ปลูกฟิล์มบางโดยMini electron beam evaporator หรือใช้ก๊าซ(Chemical vapor deposition) บนชิ้นงานตัวอย่าง

ตัวอย่างงานวิจัยที่สามารถใช้LEEM &PEEM

         ฟิล์มบางสำหรับสร้างอุปกรณ์อิเลคโทรนิกส์ ฟิล์มบางแม่เหล็ก วิเคราะห์สมบัติและการเคลือบผิวโลหะวัสดุชีวภาพบางชนิด

Screenshot 7

 

Go to top