Home / แนะนำนักวิจัย มวล. โดยส่วนประชาสัมพันธ์ / ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อัปสร บุญยัง : FESEM กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เพื่องานวิจัยและงานภาคอุตสาหกรรม

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อัปสร บุญยัง : FESEM กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เพื่องานวิจัยและงานภาคอุตสาหกรรม

Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดที่มีสมรรถนะสูง ชนิดฟิลด์อีมิสชัน เป็นเครื่องมือที่สามารถใช้ในการตรวจวิเคราะห์ลักษณะพื้นผิว ขนาด รูปร่างของอนุภาค และลักษณะการกระจายของเฟสในโครงสร้างจุลภาค ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในงานวิจัย และงานภาคอุตสาหกรรม

 

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อัปสร บุญยัง อาจารย์ประจำสำนักวิชาวิทยาศาสตร์ เล่าว่า FESEM เป็นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีกำลังขยายสูงถึง 2,000,000 เท่า ทำให้สามารถศึกษาโครงสร้างขนาดเล็กระดับนาโนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ตัวอย่างทางด้านวัสดุศาสตร์ อีกทั้งยังสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วิเคราะห์ธาตุเชิงพลังงาน (Energy Dispersive X-Ray Spectrometer : EDS) ซึ่งช่วยในการศึกษาองค์ประกอบของธาตุทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพ และการกระจายขององค์ประกอบธาตุ ในวัสดุที่ศึกษาได้ นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วิเคราะห์การเรียงตัวของผลึกโดยใช้สัญญาณจากการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนกระเจิงกลับ (Electron Backscatter Diffraction : EBSD) เพื่อระบุโครงสร้าง ชนิดของผลึก และทิศทางการเรียงตัวของผลึก

 

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อัปสร เล่าต่อว่า ด้วยกำลังขยายที่สูง และสามารถประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย ครอบคลุมการศึกษาวิจัยในระดับจุลภาค FESEM เป็นเครื่องมือที่มีความจำเป็นต่อการศึกษาพัฒนางานวิจัยและภาคอุตสาหกรรม กระบวนการผลิต การแก้ไขปัญหา และควบคุมคุณภาพ งานวิเคราะห์ความเสียหายของวัสดุ ได้เป็นอย่างดี พร้อมทั้งบอกเล่าถึงเครื่อง FESEM ที่มีให้บริการที่ ฝ่ายบริการการใช้ประโยชน์เครื่องมือ ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ซึ่งผู้สนใจสามารถติดต่อขอใช้บริการได้ ว่า

 

 

Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) รุ่น Merlin compact, Zeiss

 

Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) รุ่น Merlin compact, Zeiss เป็นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดที่มีแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอนแบบ Schottky type field-emission gun มี resolution สูงถึง 0.8 nm ที่ 15 kV เหมาะสำหรับงานทางวิทยาศาสตร์กายภาพ ศักย์เร่งอิเล็กตรอนปรับเปลี่ยนได้ในช่วง 0.02-30 kV สัญญาณภาพที่ได้จาก FESEM แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ 1. Secondary Electron Image (SEI) เป็นสัญญาณภาพที่ได้จาก secondary electrons (SEs) ที่หลุดออกมาจากพื้นผิวของชิ้นงานเมื่อถูกลำอิเล็กตรอนชน มาประมวลผล ภาพที่ได้แสดงให้เห็นลักษณะของพื้นผิวของบนชิ้นงาน (Morphology) และ 2. Backscattered Electron Image (BEI) เป็นสัญญาณภาพที่ได้จาก Backscattered Electron (BSEs) ที่สะท้อนจากพื้นผิวของชิ้นงานมาประมวลผล โดยสัญญาณที่ได้ในแต่ละบริเวณจะแปรตามเลขอะตอม (atomic number) ในเนื้อสารบริเวณนั้นๆ ภาพที่ได้ จึงมีความสว่าง เข้มหรืออ่อนตามเลขอะตอมของธาตุที่เป็นส่วนประกอบของเนื้อสาร (atomic contrast) BEI จึงสามารถแสดงภาพที่แยกแยะความแตกต่างของแต่ละบริเวณที่มีธาตุหรือสารประกอบต่างชนิดกันได้ ตัวตรวจวัดสำหรับการวิเคราะห์ด้วยภาพถ่ายของระบบหลักใน FESEM รุ่น Merlin compact ประกอบด้วย 2 ตัวตรวจวัด คือ SE2 detector และ In-lens SE detector ซึ่งสามารถวิเคราะห์ภาพแยกระหว่างสัญญาณ SEs และ BSEs หรือวิเคราะห์ภาพรวมจากสัญญาณภาพทั้ง 2 ได้

 

เครื่อง FESEM รุ่น Merlin compact นี้ ยังได้ติดตั้งชุดอุปกรณ์พิเศษเพิ่มเติม ได้แก่ ชุดอุปกรณ์วิเคราะห์ธาตุเชิงพลังงาน (Energy Dispersive X-Ray Spectrometer; EDS) ยี่ห้อ Oxford รุ่น Aztec ซึ่งมีพื้นที่รับพลังงาน 50 mm2 ความละเอียดในการแยกแยะ (resolution) ได้ถึง 127 eV เมื่อวัดด้วย MnKα อัตราการตรวจจับสัญญาณ 50,000 นับต่อวินาที (cps) โดยอาศัยหลักการที่ว่า เมื่อลำอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงพอเหมาะพุ่งเข้าชนชิ้นงานซึ่งประกอบไปด้วยอะตอมของธาตุที่อยู่ในสถานะพื้น ทำให้อิเล็กตรอนในระดับชั้นพลังงานวงในได้รับพลังงานจากการชนหลุดออกจากอะตอม แล้วอิเล็กตรอนจากวงนอกจะคายพลังงานออกมาบางส่วน และเปลี่ยนชั้นพลังงานเข้ามาแทนที่อิเล็กตรอนที่หลุดออกไป พลังงานที่อิเล็กตรอนคายออกมานี้จะอยู่ในรูปรังสีเอกซ์และมีค่าเฉพาะตามธาตุนั้น เมื่อวัดค่าพลังงานรังสีเอกซ์นี้ด้วย EDS จะสามารถวิเคราะห์ได้ว่าชิ้นงานประกอบด้วยธาตุชนิดใด สามารถทำการวิเคราะห์ธาตุโดยกำหนดแบบจุด (point) หรือบริเวณ (area) หรือแบบเส้น (line scan) บนชิ้นงานได้ แสดงผลเป็นสเปกตรัมพลังงานของธาตุต่างๆ พร้อมกับระบุสัดส่วนปริมาณของแต่ละส่วนประกอบ สามารถสร้างแผนที่ (mapping) ระบุได้ว่ามีการกระจายตัวของแต่ละธาตุอย่างไร

 

นอกจากนี้ FESEM รุ่น Merlin compact ยังต่อเข้ากับชุดอุปกรณ์วิเคราะห์การเรียงตัวของผลึกโดยใช้สัญญาณจากการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนกระเจิงกลับ (Electron Backscatter Diffraction; EBSD) ยี่ห้อ Oxford รุ่น Nordlys Max ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้วิเคราะห์โครงสร้างผลึก ระดับไมโครและนาโนซึ่งสามารถระบุโครงสร้าง ชนิดของผลึก ทิศทาง การจัดเรียงตัวของผลึก รวมทั้งลักษณะและขนาดของเกรนในระดับนาโนได้

 

ชุดอุปกรณ์นี้ถูกติดตั้งและใช้งานร่วมกับ FESEM ประกอบด้วย กล้องฟอสเฟอร์ติดตั้งเพื่อใช้รับสัญญาณจากการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนกระเจิงกลับ ชุดโปรแกรมที่สามารถแสดงภาพ Electron Backscatter Pattern (EBSP) และทำการระบุการเรียงตัวของผลึก (Indexing) จากนั้นนำข้อมูล EBSP มาสร้างเป็น Pole Figure และ Inverse Pole Figure ซึ่งเป็นการวิเคราะห์การจัดเรียงผลึกแบบสามมิติ ประมวลผลและแสดงภาพแผนที่ (Mapping) หลายแบบ เช่น แผนที่การจัดเรียงตัวของผลึก แผนที่ขอบเขตของเกรน แผนที่ของเฟส วัดขนาดของเกรน คำนวณและสร้างภาพการกระจายทางสถิติของการเรียงตัวของผลึก

 

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อัปสร เล่าต่อว่า นอกจากเครื่อง FESEM ที่มีให้บริการแล้ว ยังมีบริการเตรียมตัวอย่างด้วยเทคนิคต่างๆ ที่รองรับการถ่ายภาพ และวิเคราะห์ข้อมูลด้วย FESEM อาทิเช่น บริการเคลือบตัวอย่างด้วยคาร์บอน (The Cressington 108carbon/A) และ เคลือบทอง (The Cressington 108/Auto Sputter Coaters) เตรียมตัวอย่างทางชีวภาพด้วยเครื่อง Critical Point Dryer (QUORUM EMS850) ยังมีเครื่องขึ้นรูปแบบร้อน MECAPRESS เครื่องขัด MECATECH 264 สำหรับตัวอย่างทางวัสดุศาสตร์ เป็นต้น

 

ผู้สนใจสามารถสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ ฝ่ายบริการการใช้ประโยชน์เครื่องมือ ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ โทรศัพท์ 0-7567-3225, 0 -7567-3248-50 หรือhttp://cse.wu.ac.th, facebook page : WUSEMhttps://www.facebook.com/WU-SEM-713453728780504/?ref=aymt_homepage_panel

สมพร อิสรไกรศีล
ส่วนประชาสัมพันธ์ เรียบเรียง

Facebook Comments

About ird2016

Check Also

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ดุษฎี ชินนาพันธ์ : ศึกษาเกี่ยวกับกลไกการป้องกันต้นยางพาราต่อเชื้อรา Phytophthora palmivora

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ดุษฎี ชินนาพันธ์ อาจารย์ประจำสำนักวิชาแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ สนใจศึกษาเกี่ยวกับกลไกการป้องกันต้นยางพาราต่อเชื้อรา Phytophthora palmivora นำไปต่อยอดพัฒนาเป็นการผลิตสารจากเชื้อราสำหรับการป้องกันการติดเชื้อของต้นยางพาราได้   ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ดุษฎี สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี สาขาเทคโนโลยีชีวภาพ เกียรตินิยมอันดับสอง …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *