การปลูกและการวิเคราะห์โครงสร้างของวัสดุนาโนใหม่นิเกิลพทาโลไซยาไนน์ที่เจือด้วยโลหะดีบุกเตรียมโดยการระเหยสารด้วยความร้อนแบบคู่ระเหย

Growth and structural analysis of Tin-doped Nickel-phthalocyanine as a novel nanomaterial prepared by thermal Co-evaporation

Name: นรินทร์ ธรรมารักษ์วัฒนะ

ThaSH: วัสดุโครงสร้างนาโน -- การวิเคราห์.

Othors: นาโนวิทยาและนาโนเทคโนโลยี -- วิทยานิพนธ์.

Othors: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. -- สาขาวิชานาโนวิทยาและนาโนเทคโนโลยี -- วิทยานิพนธ์.

Abstract: ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมานักวิจัยมีการค้นคว้าวิจัยเพื่อที่จะนำสารอินทรีย์มาสร้างเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะการนำวัสดุสารอินทรีย์กึ่งตัวนำมาใช้ในงานทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ ต้องถือว่าประสบความสำเร็จอย่างสูง มีการพัฒนาปรับปรุงสมบัติต่างๆ เพื่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ด้วยวิธีการที่หลากหลาย ซึ่งหนึ่งในวิธีการนั้นคือ การเจือ (Doping) วิธีการเจือนี้สามารถเพิ่มสมบัติทางด้านแสงและสมบัติทางด้านไฟฟ้าให้ดีขึ้นได้ ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงเป็นการศึกษาการปลูกและวิเคราะห์สมบัติของฟิล์มบางสารกึ่งตัวนำอินทรีย์นิเกิลพทาโลไซยาไนน์ที่เจือด้วยโลหะดีบุก (Sn-doped NiPc)โดยใช้เทคนิคการระเหยสารด้วยความร้อนแบบคู่ระเหยในระบบสุญญากาศสูง (Thermal co-evaporation in high vacuum system) และทำการปลูกฟิล์มบางนิเกิลพทาโล-ไซยาไนน์ (NiPc) แบบไม่เจือ และเจือด้วยโลหะดีบุก (Sn) และใช้อัตราการระเหยสารระหว่าง NiPc กับ Sn ที่แตกต่างกันเป็นตัวควบคุมปริมาณการเจือ Sn ในฟิล์มบาง NiPc โดยกำหนดให้ฟิล์มบางมีความหนาเท่ากับ 200 นาโนเมตรเท่ากันทุกเงื่อนไขในการวิเคราะห์สมบัติต่างๆ ของฟิล์มบางไฮบริดนั้น จะใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเลื่อนกราด (FESEM) และกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) ตรวจสอบสมบัติทางด้านรูปแบบโครงสร้างพื้นผิว การตรวจสอบสมบัติการดูดกลืนแสงและโครงสร้างผลึกจะใช้ยูวี-วิสสิเบิล สเปกโทรสโคปี (UV-VIS) และรามานสเปกโทรสโคปี (Raman spectroscopy) การวัดสมบัติทางไฟฟ้าและการตอบสนองทางแสงจะใช้โครงสร้างอุปกรณ์ที่สร้างจากฟิล์มบางไฮบริด ITO/Sn-doped NiPc/Al วัดหาความสัมพันธ์ของค่าความจุไฟฟ้า-แรงดันไฟฟ้า และค่ากระแส-แรงดันไฟฟ้า ส่วนการวัดผลตอบสนองทางแสงจะใช้ระบบโฟโต้เคอร์เรนท์สเปกโทรสโคปี นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบสมบัติทางพันธะเคมีของฟิล์มบางไฮบริดโดยใช้เอ็กเรย์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี (XPS) โดยผลจากการตรวจสอบรูปแบบโครงสร้างพื้นผิว พบว่า มีการเปลี่ยนรูปแบบโครงสร้างจากผลึกไปเป็นไฟเบอร์เมื่อเจือดีบุก Sn:NiPc ที่เงื่อนไขตั้งแต่ 0.3:0.7 อังสตรอม/วินาทีขึ้นไป และขนาดของเม็ดผลึกและค่าความขรุขระจะมีขนาดลดลงเมื่อเจือด้วยโลหะ Sn ปริมาณมากขึ้น การตรวจสอบสมบัติการดูดกลืนแสง ในทุกเงื่อนไขการเจือไม่พบการเปลี่ยนแปลง และทุกๆ กรณีมีโครงสร้างผลึกเป็นแบบอัลฟา (ɑ-phase) แต่มีแนวโน้มการฟอร์มตัวของโครงสร้างผลึกแบบ ɑ ลดลง เมื่อเจือโลหะ Sn ในปริมาณเพิ่มมากขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการถ่ายเทความร้อนจากอะตอมของโลหะ Sn ไปสู่โมเลกุลของ NiPc สำหรับผลการวัดการสั่นของโมเลกุลของ NIPc ไม่พบว่ามีการสร้างพันธะใหม่ หรือการเปลี่ยนเฟสโครงสร้างแต่อย่างใด โดยที่ Sn และ NiPc มีการฟอร์มตัวแบบต่างคนต่างอยู่ ส่วนสมบัติทางด้านไฟฟ้า พบว่า ฟิล์มบางที่เจือโลหะ Sn จะมีค่าการนำไฟฟ้าสูงขึ้น นั่นคือมีค่าสภาพคล่องของพาหะ และค่าความหนาแน่นพาหะเพิ่มขึ้นตามอัตราการเจือที่มากขึ้นเป็นลำดับ สำหรับผลการวัดการตอบสนองทางแสง พบว่าเมื่อเจือ Sn มากขึ้น การตอบสนองทางในช่วงแสงสีแดงจะลดลง แต่ในช่วงแสงสีน้ำเงินจะเพิ่มขึ้น และผลการตรวจสอบสมบัติทางพันธะเคมี พบว่าเมื่อทำการเจือโลหะ Sn เข้าไปในฟิล์มบาง จะเกิดองค์ประกอบสองชนิดคือ Sn-Sn และ Sn-O ซึ่งก็คือกลุ่มก้อนของโลหะดีบุก (tin metal cluster) และอนุพันธ์ของดีบุกออกไซด์ (SnOx) ตามลำดับ นอกจากนี้จะสังเกตเห็นได้ว่า มีการเลื่อนของตำแหน่งพลังงานยึดเหนี่ยวของธาตุนิเกิล (Ni 2p) และของธาตุดีบุก (Sn 3d) แสดงว่ามีการถ่ายโอนประจุระหว่าง NiPc กับ Sn ที่เจือเข้าไปในระบบ วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ แสดงให้เห็นว่างานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุสารอินทรีย์กึ่งตัวนำด้วยวิธีการเจือโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำไม่ได้จำกัดอยู่แค่อุปกรณ์พื้นฐาน และการศึกษาวิเคราะห์เท่านั้น แต่สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานทางด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์ได้.

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: จิติ หนูแก้ว

Role: อาจารย์ผู้ควบคุมวิทยานิพนธ์

Email : knjiti@kmitl.ac.th

Created: 2558

Modified: 2559-11-03

Issued: 2559-11-03

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: วพ. น243ก 2558

tha

DegreeName: ปรัชญาดุษฎีบัณฑิต (นาโนวิทยาและนาโนเทคโนโลยี)

Level: ปริญญาเอก

Descipline: นาโนวิทยาและนาโนเทคโนโลยี

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Narin Tammarugwattana.pdf	12.7 MB	29	2022-06-29 22:20:44

ใช้เวลา

0.028423 วินาที