บริการเครื่องมือวิทยาศาสตร์

Atomic Force Microscope (AFM)

กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม

ประเภทเครื่องมือ : เครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบ

ยี่ห้อ/รุ่น : Park systems รุ่น NX10

ข้อมูลทางเทคนิค :

กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม เป็นกล้องจุลทรรศน์ชนิดหัวอ่านส่องกราด (Scanning Probe Microscopes, SPMs) ชนิดหนึ่ง โดยอาศัยหลักการของอันตรกิริยาของแรงระหว่างอะตอม (atomic force) ระหว่างหัวเข็มวัดในระดับนาโนเมตรกับพื้นผิวของสาร และจะทำการประมวลผลออกมาในลักษณะของภาพพื้นผิวทั้งในแบบ 2 มิติ หรือ 3 มิติ ได้ โดยการสแกนในแนวนอนมีกำลังแยกแยะ (spatial resolution) 0.04 nm การสแกนในแนวดิ่งมีกำลังแยกแยะ 0.015 nm และสามารถศึกษาตัวอย่างได้หลากหลาย จึงสามารถศึกษาคุณสมบัติต่างๆ บนพื้นผิวของตัวอย่างได้ เช่น การศึกษาคุณสมบัติวัสดุเพียโซอิเล็กทริคและ ไดอิเล็กทริค ศึกษาคุณสมบัติแม่เหล็ก ศึกษาคุณสมบัติไฟฟ้า ศึกษาคุณสมบัติความร้อน วัดแรง วัดค่า Ra (roughness), Friction Force, Particle & Grain analysis, Pitch & height measurement เป็นต้น

ลักษณะของตัวอย่างที่สามารถวัดได้

1. 1. 1. ตัวอย่างที่พื้นผิวที่นำไฟฟ้า, ตัวอย่างพื้นผิวที่เป็นฉนวน, ตัวอย่างที่เป็นของแข็งเรียบ, ตัวอย่างที่ผิวอ่อนนุ่มเช่น ฟิล์มบางที่เคลือบบนวัสดุรองรับ, ตัวอย่างพอลิเมอร์ และพื้นผิวสารสังเคราะห์ราบเรียบอื่นๆ เป็นต้น
      2. พื้นผิวตัวอย่างควรมีระดับความสูงต่ำ (roughness) ไม่เกิน 15 ไมโครเมตร
      3. ขนาดภาพสแกนใหญ่ที่สุดไม่เกิน 100x100 ไมโครเมตร
      4. ขนาดชิ้นงานตัวอย่างต้องไม่เกิน 50x50x20 มิลลิเมตร (กว้างxยาวxหนา)

โหมดการวัด

1. 1. 1. True Non-Contact AFM Mode โหมดการศึกษาลักษณะพื้นผิวของตัวอย่าง โดยใช้เทคนิคหัวเข็มไม่สัมผัสผิวตัวอย่าง   
      2. Contact AFM Mode โหมดการศึกษาลักษณะพื้นผิวตัวอย่าง โดยเทคนิคหัวเข็มลากสัมผัสบนผิวตัวอย่าง
      3. Dynamic Force Mode (DFM) โหมดการศึกษาลักษณะพื้นผิวตัวอย่างโดยเทคนิคหัวเข็มเคาะลงบนผิวตัวอย่าง            
      4. Lateral Force Microscopy (LFM) mode โหมดศึกษาแรงสียดทาน (Friction) ของผิวตัวอย่าง
      5. Phase imaging โหมดศึกษาลักษณะพื้นผิวของผิววัสดุที่มีส่วนผสมแตกต่างกัน
      6. Force Distance (F-D) Spectroscopy โหมดศึกษาความอ่อนและแข็งของตัวอย่าง ด้วยเทคนิคการกดหัวเข็มลงบนผิวตัวอย่าง
      7. Force volume imaging โหมดวัดค่าความแข็งความอ่อนบนผิววัสดุ
      8. Pin Point-Mechanical Mode โหมดศึกษาความอ่อนและความแข็งของวัสดุโดยการกดหัวเข็มลงบนผิวตัวอย่างซึ่งสามารถทำได้แบบเต็มพื้นที่สแกน (Mapping)         
      9. Magnetic Force Microscope (MFM) Mode โหมดศึกษาคุณสมบัติความเป็นแม่เหล็กของวัสดุ วัดการกระจายตัวของแรงแม่เหล็กบนพื้นผิวได้ สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างในกลุ่ม magnetic storage, memory
      10. Conductive AFM Mode โหมดศึกษาคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของวัสดุ สามารถวัดกระแสไฟฟ้าได้ช่วง -10 µA ถึง 10 µA สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้า (Bias Voltage) ให้กับตัวอย่างในช่วง –10 ถึง+10 โวลต์ ที่สามารถควบคุมผ่านซอฟแวร์
      11. Pinpoint-Conductive AFM โหมดศึกษาคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของวัสดุ โดยสามารถวัดได้เต็มพื้นที่ทำการสแกน (Current Mapping)      
      12. Electrostatic Force Microscopy (EFM) Mode โหมดศึกษาไฟฟ้าสถิตย์บนผิววัสดุ
      13. Scanning Kelvin Probe Microscopy (SKPM)Mode โหมดศึกษาศักย์ทางไฟฟ้า (Surface potential) บนผิววัสดุ
      14. Piezoelectric Force Microscopy (PFM) Mode โหมดศึกษาคุณสมบัติ (ferroelectric strain component) ของผิววัสดุ
      15. Scanning Thermal Microscopy (SThM) Mode โหมดศึกษาคุณสมบัติการนำความร้อนบนผิววัสดุ ซึ่งมีช่วงอุณหภูมิตั้งแต่อุณหภูมิห้องถึง 160 °C ชุดควบคุมอุณหภูมิบนแท่นวางตัวอย่าง (Temperature Control Stage) ที่สามารถเพิ่มอุณหภูมิบนแท่นวางตัวอย่าง ได้ตั้งแต่อุณหภูมิห้อง ถึง 250 องศาเซลเซียส

ผู้ดูแลเครื่องมือ :

ที่ปรึกษา งานวิเคาะห์/วิจัย :

สถานที่ตั้ง :ห้องวิเคราะห์ AFM & SEM  (โซนห้องปฏิบัติการส่วนวิจัยประยุกต์เพื่ออุตสาหกรรม ฝ่ายสถานีวิจัย ชั้น 3 อาคารสิริธรวิชโชทัย)

Wavelength dispersive X-ray Fluorescence (WD-XRF)
เครื่องเอ็กซเรย์ฟลูออเรสเซนต์ แบบกระจายความยาวคลื่น

ประเภทเครื่องมือ : เครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบ

ยี่ห้อ/รุ่น : Rigaku รุ่น ZSXPrimusII

ข้อมูลทางเทคนิค : 

     WDXRF เป็นเครื่องมือสำหรับวิเคราะห์ชนิดและปริมาณธาตุในสารตัวอย่างโดยใช้หลักการเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนต์ มีลักษณะการทำงานเป็นแบบ Wavelength Dispersive สามารถหาปริมาณธาตุได้ตั้งแต่ เบริลเลียม (Be) จนถึง ยูเรเนียม (U) สามารถวิเคราะห์หาปริมาณธาตุที่มีมากในระดับความเข้มข้นสูงตั้งแต่ระดับ เปอร์เซ็นต์ (percent) จนถึงมีปริมาณน้อยมาก ระดับส่วนในล้านส่วน (ppm) เป็นเครื่องที่สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้ทั้งของแข็งและของเหลว

     ในกระบวนการวิเคราะห์สารด้วยเทคนิค เอกซเรย์ฟลูออเรสเซนต์แบบ Wavelength Dispersive นั้น เกิดจากลำรังสีเอกซ์ที่ได้จากเครื่อง X-ray generator จะถูกส่งไปยังสารตัวอย่างเพื่อให้เกิดอันตรกิริยากับธาตุต่างๆ ในสารตัวอย่างแล้วเกิดเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์ผ่านคอลลิเมเตอร์ (Collimator) เพื่อทำให้ลำรังสีเอกซ์เป็นลำขนานและไปในทิศทางที่ต้องการ ให้ไปกระทบกับ Analyzing crystal ซึ่งอยู่ในสเปกโทรมิเตอร์ที่ทำให้เป็นสุญญากาศ Analyzing crystal จะทำหน้าที่กระจายหรือแยกรังสีเอกซ์อกไปให้มีความยาวคลื่นต่าง ๆ กัน และรังสีเอกซ์ที่ความยาวคลื่นต่างๆ กัน จะถูกส่งไปที่ดีเทคเตอร์ (Detectors) เพื่อแปลงสัญญาณออกมาเป็นสเปกตรัม

X-ray Generator Unit ;

- Tube-Above 4 kW, 60kV, 150mA
- Rh Target Anode
- End Window 30 Micron

Detectors ; Scintillation counter (SC) ส⯑ำหรับวิเคราะห์ธาตุหนัก, Flow proportional counter (F-PC) สำหรับวิเคราะห์ธาตุเบา

Analyze Crystal ; LiF(200), LiF(220), GeH, PeTH, RX25, RX40, RX45, RX75

Sample Chamber ;

- มีระบบการเปลี่ยนตัวอย่างภายในเครื่องแบบอัตโนมัติ (Auto Sample Changer) สามารถวางถ้วยตัวอย่าง (Sample Changer) ได้ 48 ถ้วย

- รองรับตัวอย่าง ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 50 มิลลิเมตร และความหนาไม่เกิน 30 มิลลิเมตร

- มี Sample mask 3 ขนาด (เส้นผ่านศูนย์กลาง 10, 20 และ 30 มิลลิเมตร) สามารถเลือกให้เหมาะสมตามขนาดของตัวอย่างได้

- สามารถทำงานได้ทั้งระบบสุญญากาศ และก๊าซฮีเลี่ยม

- มีระบบการหมุนตัวอย่างขณะวัด

- มีระบบการวัดวัดการกระจายตัวของธาตุบนพื้นผิวตัวอย่าง (Micro Mapping) ที่ความละเอียดของการวัด 50 ไมโครเมตร

ผู้ดูแลเครื่องมือ :

ที่ปรึกษา งานวิเคาะห์/วิจัย :

สถานที่ตั้ง :ห้องวิเคราะห์ XRD & XRF (โซนห้องปฏิบัติการส่วนวิจัยประยุกต์เพื่ออุตสาหกรรม ฝ่ายสถานีวิจัย ชั้น 3 อาคารสิริธรวิชโชทัย)

X-Ray Diffractometer (XRD)

เครื่องวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์.

ประเภทเครื่องมือ : เครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบ

ยี่ห้อ/รุ่น : Rigaku รุ่น SmartLab

ข้อมูลทางเทคนิค :  

เทคนิคเอกซเรย์ดิฟแฟรกชัน หรือ เทคนิควิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์(XRD)เป็นเทคนิคที่นำรังสีเอ็กซ์(X-ray)มาใช้วิเคราะห์และระบุชนิดสารประกอบ โครงสร้างผลึกของสารประกอบที่มีอยู่ในสารตัวอย่าง ทั้งในเชิงคุณภาพ (Qualitative)และเชิงปริมาณ (Quantitative)

เทคนิควิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์อาศัยหลักการของการยิงรังสีเอ็กซ์ไปกระทบที่ชิ้นงาน ทำให้เกิดการเลี้ยวเบน และสะท้อนออกมาที่มุมต่างๆกันโดยมีหัววัดสัญญาณ (Detector) เป็นตัวรับข้อมูล องค์ประกอบและโครงสร้างของสารจะมีองศาในการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ ในมุมที่แตกต่างกันออกไปขึ้นกับองค์ประกอบ รูปร่าง และลักษณะผลึกซึ่งผลที่ได้จึงสามารถบ่งชี้ชนิดของสารประกอบที่มีอยู่ในสารตัวอย่างและสามารถนำมาใช้ใช้ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างของผลึกของสารตัวอย่างนั้นๆได้นอกจากนั้นแล้วยังสามารถศึกษาและวิเคราะห์ ปริมาณความเป็นผลึก ขนาดของผลึก ความสมบูรณ์ของผลึก และความเค้นของสารประกอบในสารตัวอย่าง และเมื่อวิเคราะห์กับอุปกรณ์เสริม เช่น อุปกรณ์ให้ความเย็น-ร้อน ก็จะสามารถศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกในขณะที่สภาวะทดสอบเปลี่ยนไป 

คุณลักษณะของเครื่อง

Max Power : 9 kW, 

X-Ray generator : Cu anode, Kα1-1,544 A°

Detector : 0D, 1D, 2D

การประยุกต์ใช้งาน

1. Small angle x-ray scattering (SAXS) สำหรับการวิเคราะห์ Particle/Pore size distribution ของวัสดุระดับนาโนเมตร

2. วิเคราะห์เชิงคุณภาพ (Qualitative analysis) และเชิงปริมาณ (Quantitative analysis)

4. วิเคราะห์ตัวอย่างแบบฟิล์มบาง (X-ray reflectivity )ที่ใช้ในการวิเคราะห์หาค่า thickness, density, surface roughness และ interface roughness ด้วยโปรแกรมคำนวณ

5. วิเคราะห์แบบ Rietveld refinement

6. เปรียบเทียบข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์ตัวอย่างเชิงคุณภาพกับฐานข้อมูลอ้างอิง

7.  การวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของสาร ตั้งแต่อุณหภูมิห้อง จนถึง 1500 องศาเซลเซียส 

ผู้ดูแลเครื่องมือ :

ที่ปรึกษา งานวิเคาะห์/วิจัย :

สถานที่ตั้ง :ห้องวิเคราะห์ XRD & XRF (โซนห้องปฏิบัติการส่วนวิจัยประยุกต์เพื่ออุตสาหกรรม ฝ่ายสถานีวิจัย ชั้น 3 อาคารสิริธรวิชโชทัย)

UV-Vis spectrophotometer

เครื่องวัดค่าการดูดกลืนแสง

ประเภทเครื่องมือ : เครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบ

ยี่ห้อ/รุ่น : PerkinElmer รุ่น LAMBDA 950

ข้อมูลทางเทคนิค :

1. 1. UV-Vis-NIR เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการตรวจวัดการ ดูดกลืนแสง (Absorbance) การส่องผ่านแสง (Transmittance) และการสะท้อนแสง (Reflectance) ซึ่งปริมาณการดูดกลืน จะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับ ความเข้มข้นของสารตัวอย่าง ทำให้เทคนิค UV-Vis-NIR สามารถวิเคราะห์ได้ทั้งในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ และยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการ วิเคราะห์ทดสอบสารได้อย่างหลากหลายทั้งในกลุ่มสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์และสารประกอบเชิงซ้อนที่ดูดกลืนรังสีในช่วงดังกล่าวได้
   2. มีระบบการวัดการดูดกลืนแสงเป็นแบบล⯑ำแสงคู่ (Double beam Spectrophotometer) สามารถทดสอบค่าการส่องผ่าน (Transmittance) และการดูดกลืน (Absorbance) ของแสงในช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 175 ถึง 3300 นาโนเมตร
   3. มีชุด Integrating Sphere ขนาด 100 มิลลิเมตร สำหรับทดสอบค่า Transmittance และ Reflectance ของพื้นผิวตัวอย่างสามารถทดสอบได้ในช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 200 ถึง 2500 นาโนเมตร
   4. โปรแกรมค⯑ำนวณค่าสี (Color software) จากสเปกตรัมของสารตัวอย่าง โดยแสดงค่าตามมาตรฐานแบบ Tristimulus values (XYZ),CIE L*a*b* ได้
   5. โปรแกรมการวิเคราะห์ค่า light transmittance, solar direct transmittance, ultraviolet transmittance ส⯑ำหรับกระจก อาคารตาม มาตรฐาน ISO 9050
   6. โปรแกรมทดสอบสมบัติด้านความใสและความขุ่น ของพลาสติก (Haze) ตามมาตรฐาน ASTM D-1003

ผู้ดูแลเครื่องมือ :

ที่ปรึกษา งานวิเคาะห์/วิจัย :

สถานที่ตั้ง :ห้องวิเคราะห์ LA-ICP-MS & UV-VIS (โซนห้องปฏิบัติการส่วนวิจัยประยุกต์เพื่ออุตสาหกรรม ฝ่ายสถานีวิจัย ชั้น 3 อาคารสิริธรวิชโชทัย)