สถานีทดลองย่อย XPS

เปิดให้บริการหลักสำหรับเทคนิค XPS และ XAS สถานีทดลองนี้ประกอบไปด้วย

• Electron energy analyser แบบ angle-integral (Thermo VG Scientific, CLAM2)
• Ar+ sputtering gun (3 keV) สำหรับเทคนิคสปัตเตอริ่งด้วยไอออนของแก๊สซอาร์กอน
• Total Electron yield สำหรับเทคนิค XAS  
• Fluorescence detector สำหรับเทคนิค XAS 
• Electron flooding gun สำหรับเทคนิค XPS (ลดการเกิด charging effect ในการทดลอง)
• Residual Gas Analyser (RGA) สำหรับการวิเคราะห์แก๊สในระบบสุญญากาศ
• ระบบนำเข้าแก๊สสู่สุญญากาศเพื่อการทดลอง He, Ar, N₂และ O₂ 
• ระบบสุญญากาศสำหรับการทดลองที่ระดับความดัน 10^-9 ถึง 10^-10 mbar 
• ระบบนำส่งตัวอย่างและปรับระดับสุญญากาศ (load-lock system) ทำงานระหว่างความดันบรรยากาศ - 10^-7mbar

sample holder และการเตรียมสารตัวอย่างสำหรับสถานีทดลอง : 

• ลักษณะตัวอย่าง : ของแข็งหรือผง
• ขนาดตัวอย่าง : 5 mm × 5 mm 
• การเตรียมชิ้นงาน : สารตัวอย่างที่มีลักษณะเป็นของแข็งติดลงบนแผ่นสเตนเลสขนาด กว้าง 28 mm × ยาว 94 mm × หนา 2 mm ด้วยเทปคาร์บอน (carbon tape) หากสารตัวอย่างมีลักษณะเป็นผงต้องทำการอัดเม็ดก่อนติดลงบนแผ่นสเตนเลส
• ข้อควรระวัง : สารตัวอย่างที่มีความชื้นสูง หรือมี outgassing rate สูงไม่เหมาะสมกับระบบสุญญากาศไม่สามารถนำมาทำการทดลองได้

ภาพแสดงการเตรียมตัวอย่างผงลงบน sample holder สำหรับสถานีทดลอง XPS 

 สถานีทดลองย่อย ARPES

เปิดให้บริการเทคนิค XPS และ ARPES (เฉพาะตัวอย่างประเภทฟิล์มบาง) โดยสถานีทดลองยังเชื่อมต่อกับระบบปลูกระบบเตรียมฟิล์มบางด้วยเทคนิค Molecular beam epitaxy (MBE) ภายใต้สูญญากาศที่ความดันประมาณ 10^-10 mbar สถานีทดลองนี้ประกอบไปด้วย 

• Electron energy analyser (VG Scienta R4000)
• Electron gun (5 keV) สำหรับเทคนิค AES
• ระบบทำความเย็นแก่สารตัวอย่างด้วย Cryostat สามารถทำความเย็นได้ต่ำสุด 18 เคลวิน
• Ar⁺sputtering gun (3 keV) สำหรับเทคนิคสปัตเตอริ่งด้วยไอออนของแก๊สซอาร์กอน
• Residual Gas Analyser (RGA)
• ระบบนำเข้าแก๊สสู่สุญญากาศเพื่อการทดลอง He, Ar, N₂และ O₂
• ระบบสุญญากาศสำหรับการทดลองที่ระดับความดัน 10^-10 mbar

sample holder และการเตรียมสารตัวอย่างสำหรับสถานีทดลอง : 

• ลักษณะตัวอย่าง: ฟิล์มบางหรือผลึก
• ขนาดตัวอย่าง: กว้าง 5 mm × ยาว 19 mm × หนา 1 mm
• การเตรียมชิ้นงาน: สารตัวอย่างที่มีลักษณะเป็นของแข็งติดตั้งบนตัวยึดจับสารตัวอย่าง
• ข้อควรระวัง: สารตัวอย่างที่มี outgassing rate สูงไม่เหมาะสมกับระบบสุญญากาศไม่สามารถนำมาทำการทดลองได้

Sample holder สำหรับตัวอย่างที่เป็นผลึก ของสถานีทดลอง ARPES

Sample holder สำหรับตัวอย่างที่เป็นฟิล์มบาง ของสถานีทดลอง ARPES

ระบบปลูกฟิล์มบางด้วยเทคนิค Molecular Beam Epitaxy (MBE)

ประกอบไปด้วย

• Effusion cell (HTEZ)
• Crusibles: 430-00-002 / Al2O3 10-32 MB: 15 mm (diameter) x 85 mm (depth)
               435-00-002 / BeO 10-32: 15 mm (diameter) x 86 mm (depth)
               420-00-032 / PG 10-32: 15 mm (diameter) x 85 mm (depth)
  Optimum flaked sample: < 5 mm in dimension
  Maximum operating temperature 1900 deg. C depending on crucible and evaporant
• Mini e-beam evaporator (Oxford Applied Research: Model EGCO4)
• Rod: 2 mm (diameter) x 23.5 mm (length)
  4-channel source
  Maximum operating temperature > 3000 deg. C (200 W)
• LEED
• Low temperature effusion cell (MBE-Komponenten GmbH) สำหรับสาร organic
• Crucible: Quartz 10 ccm
  Operating temperature : 350 - 700 deg. C
• Electron beam evaporator (Tectra)

     การเตรียมตัวอย่าง

• ตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์จะต้องมีขนาดเหมาะสมกับขนาดของลำแสงที่ตำแหน่งทดลองและขนาดของตัวยึดจับ (ขนาดอย่างน้อย 5 มม. x 5 มม. สำหรับการเทคนิค XPS และ XAS)
• ตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์ต้องมีความเหมาะสมกับระบบสุญญากาศต่ำกว่า 10^-9 mbar
• ตัวอย่างมีลักษณะเป็นผงจำเป็นจะต้องมีการอัดเป็นเม็ดก่อนการทดลอง
• ตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์ต้องมีคุณสมบัตินำไฟฟ้า (conductive) หากตัวอย่างไม่นำไฟฟ้าอาจเกิด charging effect ซึ่งส่งผลต่อการวัด เช่น ไม่สามารถระบุค่าพลังงานยึดเหนี่ยว (binding energy) จากสเปกตรัมได้ ปัญหานี้อาจแก้ไขได้โดยการใช้ electron flooding gun หรือลดความเข้มแสงแต่จะส่งผลต่อสัญญาณและความแม่นยำในการวิเคราะห์
• ธาตุที่ต้องการตรวจวัดต้องมีองค์ประกอบอย่างต่ำร้อยละ 5 ของสารตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์
  
  การขอเข้าใช้บริการ
• ผู้สนใจสามารถขอเข้าใช้บริการได้โดยส่งโครงการมายังส่วนให้บริการผู้ใช้ (http://beamapp.slri.or.th/)
• ผู้ขอใช้บริการจะต้องส่งโครงการวิจัยในระยะเวลาที่กำหนด โดยทุกโครงการวิจัยจะถูกพิจารณาและจัดสรรเวลาการทดลองให้ตามเหมาะสมโดยคณะกรรมการจากภายในและนอกสถาบัน
• ผู้ขอใช้จะต้องกรอกรายละเอียดข้อมูลในโครงการให้ครบถ้วนเพื่อความปลอดภัยในการเข้าใช้บริการ
• หากมีข้อสงสัยหรือต้องการข้อมูลเพิ่มเติมสามารถติดต่อมายังหัวหน้าส่วนงานระบบลำเลียงแสง (e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.) หรือ ส่วนงานบริการผู้ใช้ (e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. หรือ โทร 044-217-040 ต่อ 1603 - 1605)
  
  ข้อแนะนำในการเตรียมตัวก่อนการทดลอง
• การทดลองเทคนิค XAS ที่สถานีทดลองที่ 3.2Ua: PES ใช้เวลานานกว่าปกติเนื่องจากการทำงานของระบบคัดเลือกพลังงาน
• ควรเตรียมสารตัวอย่างด้วยความระมัดระวังจากการปนเปื้อนบนพื้นผิว (surface contamination) เนื่องจากเทคนิค XPS เป็นเทคนิคการวิเคราะห์ระดับพื้นผิว (surface sensitive)
• การนำสารตัวอย่างสู่ระบบสุญญากาศอาจใช้เวลา โดยเฉพาะสารตัวอย่างที่มี outgassing rate สูง ผู้เข้าใช้บริการควรเตรียมเวลาการทดลองล่วงหน้าให้เหมาะสม
• ผู้เข้าใช้บริการควรศึกษาข้อมูลเบื่้องต้นเกี่ยวกับสารตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์ก่อนการทดลอง เช่น สเปกตรัมมาตรฐานของธาตุในสารตัวอย่าง (ถ้ามี)
• ผู้เข้าใช้บริการควรเตรียมสารมาตรฐาน (standard sample) สำหรับการวัดเปรียบเทียบกับสารตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์ในการวิเคราะห์ผลการทดลอง
• ควรสอบเทียบ (calibrate) ค่าพลังงานของแสงและอุปกรณ์วัดกับสารตัวอย่างมาตรฐาน เช่น ทอง (ทางสถานีทดลองมีให้บริการ) ก่อนการทดลองทุกครั้ง
• เทคนิคเพิ่มเติม เช่น depth profile จำเป็นต้องใช้เวลาเพิ่มเติมในการทดลอง ผู้ขอใช้บริการควรคำนึงถึงการขอเวลาการใช้แสงในโครงการให้เหมาะสม
• ผู้เข้าใช้จะต้องผ่านการอบรมเรื่องความปลอดภัยก่อนการเข้าใช้บริการ
• ผู้เข้าใช้ต้องมีบัตรประจำตัวและเครื่องตรวจวัดรังสี (radiation detector) หากมีข้อสงสัยกรุณาติดต่อส่วนงานความปลอดภัย
• ข้อมูลจากการทดลองจะอยู่ในรูปแบบของ ascii หรือ text file
• ทางระบบลำเลียงแสงจะจัดเจ้าหน้าที่เพื่อให้คำแนะนำและช่วยเหลือระหว่างการทดลอง หากผู้เข้าใช้มีข้อสงสัยหรือต้องการความช่วยเหลือเพิ่มเติมกรุณาติดต่อส่วนงานระบบลำเลียงแสงล่วงหน้า
  
  ข้อแนะนำหลังการทดลอง
• กรุณาส่งแบบฟอร์ม end-of-run report และ รายงานการทดลอง (U60) ทุกครั้งหลังการทดลอง