ผลการวัดสเปคตรัมการดูดกลืนรังสีเอกซ์ของแมงกานีสไอออนที่เจือลงในสารมัลติเฟร์โรอิกบิสมัทเฟร์ไรต์ในปริมาณต่างๆ เปรียบเทียบกับสเปคตรัมการดูดกลืนรังสีเอ็กซ์ของสารมาตรฐาน Mn2O3 และ สเปคตรัมการดูดกลืนรังสีเอ็กซ์จากการทำ linear combination fitting โดยใช้สเปคตรัมของสาร BiMnO3และBiMn2O5 เป็นต้นแบบ เพื่อวิเคราะห์หาปริมาณสาร BiMn2O5ในสารมัลติเฟร์โรอิกบิสมัทเฟร์ไรต์

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.รัตติกร ยิ้มนิรัญ, นายจารุ จุติมูสิก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี

         วัสดุมัลติเฟร์โรอิก (multiferroic material) เป็นวัสดุที่มีสมบัติพร้อมกันทั้งสองสมบัติหรือมากกว่า กล่าวคือ เป็นวัสดุที่มีสมบัติเฟร์โรอิเล็กทริก (ferroelectric) เฟร์โรแมกเนติก (ferromagnetic) และแอนติเฟร์โรแมกเนติก (antiferromagnetic) อยู่ในวัสดุตัวเดียวกัน   ด้วยเหตุนี้ทำให้วัสดุมัลติเฟร์โรอิกถูกนำมาประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุปกรณ์ที่เป็นมัลติฟังก์ชันและอุปกรณ์
ทางด้านแม่เหล็ก เช่น ตัวตรวจจับสนามแม่เหล็กที่มีความไวสูง ตัวขับเร้า ตัวแปลงสัญญาณและการใช้งานในส่วนของอุปกรณ์แม่เหล็ก..นอกจากนี้แล้ววัสดุมัลติเฟร์โรอิกยังถูกพัฒนาเพื่อนำมาใช้ในหัวอ่านฮาร์ดดิสก์ที่มีความจุสูงอีกด้วย..บิสมัทเฟร์ไรต์(bismuth ferrite; BiFeO3 or BFO) เป็นวัสดุมัลติเฟร์โรอิกที่มีสมบัติโดดเด่นมาก..เนื่องจากมีสมบัติทั้งทางเฟร์โรอิเล็กทริกและเฟร์โรแมกนิติกที่เหนืออุณหภูมิห้อง..โครงสร้างโดยทั่วไปของบิสมัทเฟร์ไรต์เป็นแบบเพอรอฟสไกต์.โดยทั่วไปแล้วการประยุกต์ใช้วัสดุมัลติเฟร์โรอิกได้ดีนั้นจำเป็นต้องทำให้เกิดสภาพคงเหลือของโพลาไรเซชั่นสูง..เกิดการรั่วไหลของกระแสต่ำ..และใช้อุณหภูมิต่ำในกระบวนการผลิต..ซึ่งการศึกษาผลกระทบของไอออนที่เจือลงในโครงสร้างของบิสมัทเฟร์ไรต์จึงเป็นหนึ่งในกระบวนการพัฒนาสมบัติของสารบิสมัทเฟร์ไรต์ที่ได้มีการศึกษากันอย่างแพร่หลาย
         งานวิจัยชิ้นนี้เป็นการเจือแมงกานีสไอออนลงในโครงสร้างของบิสมัทเฟร์ไรต์.และใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ในช่วงพลังงานงานต่ำ ณ ระบบลำลียงแสงที่ 8 สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) เพื่อตรวจสอบหาตำแหน่งที่แน่นอนที่แมงกานีสไอออนจะเข้าไปอยู่ได้ในโครงสร้างของบิสมัทเฟร์ไรต์..โดยได้ทำการทดลองที่ขอบการดูดกลืนรังสีเอ็กซ์ของแมงกานีส
ซึ่งผลการทดลองที่ได้สามารถชี้ชัดได้ว่าแมงกานีสไอออนได้เข้าไปอยู่ในตำแหน่งของเหล็กไอออนในโครงสร้างของบิสมัทเฟร์ไรต์..ทั้งนี้ยังพบว่าเมื่อเจือแมงกานีสไอออนในปริมาณที่สูงขึ้นจะเกิดการฟอร์มตัวของสาร..BiMn2O5..ในโครงสร้างของบิสมัทเฟร์ไรต์..ซึ่งการค้นพบนี้ไม่สามารถตรวจสอบได้จากการใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (X-ray diffraction: XRD) โดยทั่วไป นับเป็นข้อดีอย่างหนึ่งที่เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอ็กซ์ในช่วงพลังงานงานต่ำสามารถตรวจสอบและแยกแยะโครงสร้างโดยรอบของแมงกานีสไอออนได้ ทั้งนี้การทราบตำแหน่งที่แน่นอนของไอออนที่เจือลงไปในโครงสร้างของบิสมัทเฟร์ไรต์ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการปรับปรุงสมบัติเฟร์โรอิเล็กทริกและเฟร์โรแมกเนติกของสารได้