การวัดความหนาของฟิล์มบางนาโนด้วยเทคนิคเอกซเรย์สเปคโตรสโคปีแบบกระจายพลังงาน

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาวิธีการวัดความหนาของฟิล์มบางที่มีความหนาระดับนาโนเมตรด้วยเทคนิคเอกซ์เรย์สเปคโตรสโคปี แบบกระจายพลังงาน (EDS) ซึ่งติดตั้งต่อพ่วงอยู่กับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ฟิลม์ ตัวอย่างในการศึกษาคือฟิลม์ โครเมียม (Cr) ที่เคลือบบนกระจกสไลด์และแผ่นซิลิกอนด้วยวิธีสปัตเตอริง โดยโครงสร้างผลึก ความหยาบผิว ความหนา โครงสร้างจุลภาค และองค์ประกอบทางเคมีของฟิล์มศึกษาด้วยเทคนิค GA-XRD, AFM, FE-SEM และ EDS ตามลำดับ ผลการศึกษาพบว่าฟิลม์ที่เคลือบได้มีสีเทาเข้ม ผิวเนียนเรียบ มันวาวสะท้อนแสงดี ความหนาของฟิล์มบางที่ใชในงานวิจัยมีค่าอยู่ในช่วง 50.5 -284.5 nm โดยความเข้มของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะของ Cr L จากฟิลม์กับความหนาฟิลม์ สัมพนัธ์กันตามสมการ I I (1- e ) - d d s   ส่วนความเข้มของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะของSi K จากวัสดุรองรับกับความหนาฟิลม์ สัมพันธ์กันตามสมการ - d d s I I e   เมื่อ Id เป็นความเข้มของ รังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะจากฟิลม์ ที่มีความหนาเท่ากับ d และ Is เป็นความเข้มอิ่มตัวของรังสีเอกซ์ ลักษณะเฉพาะ ส่วน  เป็น ค่าสัมประสิทธ์ิการลดทอนเชิงเส้น ทั้งนี้ความหนาของฟิล์มบาง จากเทคนิคเอกซ์เรยส์ เปคโตรสโคปีแบบกระจายพลังงานในงานวิจัยนี้มีความถูกต้องถึง 95% เมื่อเทียบกับความหนาของฟิลม์ บางที่ได้จากเทคนิค FE-SEM