ปัจจัยที่มีผลต่อการเตรียมฟิล์มบางท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ ด้วยกระบวนการแอโนไดเซชัน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการเตรียมท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยกระบวนการแอโนไดเซชันจากฟิล์มบางไทเทเนียมที่เตรียมด้วยวิธีดีซีแมกนีตรอนสปัตเตอริง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของท่อควบคุมด้วยตัวแปรดังนี้ ความเข้มข้นของแอมโมเนียมฟลูออไรด์ร้อยละ 0.4-1.4 โดยมวล ปริมาณน้ำร้อยละ 1-4 โดยมวล และความต่างศักย์ 20-50 โวลต์ ลักษณะของท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เตรียมได้ถูกตรวจสอบด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ เทคนิคสเปคโตรสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์ เทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปคโตรเมทรี และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด จากผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ พบว่าการเผาฟิล์มด้วยอุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ชั่วโมง ทำให้เกิดผลึกอะนาเทส ผลจากเทคนิคสเปคโตรสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์พบว่าองค์ประกอบธาตุของฟิล์มประกอบด้วยธาตุไทเทเนียม ออกซิเจน ฟลูออรีน อินเดียม ดีบุกและคาร์บอน เมื่อนำมาตรวจสอบหมู่ฟังก์ชัน ด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปคโตรเมทรี แสดงแถบการยืดของพันธะระหว่างไทเทเนียมกับออกซิเจน ซึ่งเป็นพันธะของไทเทเนียมไดออกไซด์ ผลของภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นมีลักษณะเป็นท่อนาโนซึ่งขนาดและความยาวของท่อขึ้นกับความเข้มข้นของแอมโมเนียมฟลูออไรด์ ปริมาณน้ำและความต่างศักย์ จากการศึกษาผลของตัวแปรดังกล่าวพบว่าที่สภาวะแอมโมเนียมฟลูออไรด์เข้มข้นร้อยละ 0.8 โดยมวล ปริมาณน้ำร้อยละ 1 โดยมวล และความต่างศักย์ 30 โวลต์ ได้ท่อที่มีความยาว 763 นาโนเมตร ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของท่อเท่ากับ 38 นาโนเมตร ซึ่งได้ท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ความยาวมากที่สุดและสม่ำเสมอทั่วทั้งแผ่นฟิล์ม