การสังเคราะห์และวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของฟิล์มบางซีเซียมไอโอไดด์ ที่ปลูกด้วยเทคนิคสปัตเตอริง
คำสำคัญ:
ซีเซียมไอโอไดด์ , ฟิล์มบาง , การตรวจวัดรังสี , สปัตเตอริงบทคัดย่อ
การพัฒนาอุปกรณ์วัดรังสีของฟิล์มบางซีเซียมไอโอไดด์ (CsI) ปลูกบนฐานรอง Si(100) โดยเทคนิคสปัตเตอริงอาร์เอฟแมกนีตรอนที่ได้มีการปรับค่ากำลังสปัตเตอริงที่ 10, 30 และ 50 วัตต์ ซึ่งใช้เวลาสังเคราะห์ฟิล์มบาง 30 นาที ภายใต้ความดันบรรยากาศก๊าซอาร์กอน 10 มิลลิทอร์ ฟิล์มบางที่ได้มีลักษณะเฉพาะเชิงโครงสร้างโดยวิเคราะห์การเลี้ยวเบนมุมเล็กๆของรังสีเอกซ์ (GIXRD) ลักษณะทางกายภาพโดยวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ชนิดฟิลด์อีมิสชัน (FE-SEM) คุณสมบัติเชิงแสงวิเคราะห์ด้วยการวัดค่าเปล่งแสง (PL) และคุณสมบัติไฟฟ้าวิเคราะห์จากปรากฎการณ์ฮอลล์ (Hall Effect) ผลการวิเคราะห์ GIXRD พบว่าฟิล์มบาง CsI มีโครงสร้างลูกบาศก์ (BCC) โดยแสดงระนาบที่โดดเด่น คือ CsI(100) และ CsI(211) ซึ่งมีค่าคงที่แลตทิชของโครงสร้างผลึกของคือ 4.5622 ± 0.0024 Å ภายใต้ความเค้นแบบยืดออกน้อยมาก ๆ ที่ -0.004% ลักษณะทางกายภาพ FE-SEM แสดงให้เห็นความหนาของฟิล์มบาง CsI ที่ปลูกด้วยกำลังสปัตเตอริง 50 วัตต์ ให้การจัดเรียงตัวของผลึกที่หนาแน่น โดยมีอัตราการเคลือบที่ 400 นาโนเมตรต่อชั่วโมง วัดการเปล่งแสง PL ระบุว่าฟิล์มบาง CsI ดูดกลืนและปลดปล่อยโฟตอนด้วยพลังงานกระตุ้นความยาวคลื่น 200 นาโนเมตร ซึ่งเปล่งแสงออกมาหลายพีคในช่วง 420-470 นาโนเมตร ปรากฎการณ์ฮอลล์แสดงให้เห็นฟิล์มบาง CsI เป็นสารกึ่งตัวนำประเภทพี ที่มีความหนาแน่นของประจุพาหะ 2.935 x 1015 ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร และสภาพความต้านทานไฟฟ้า 0.3735 กิโลโอห์มเซนติเมตร ผลการทดลองทั้งหมดแสดงให้เห็นว่า ฟิล์มบางซีเซียมไอโอไดด์ที่สังเคราะห์จากเทคนิคการสปัตเตอริงมีแนวโน้มที่ดีในการพัฒนาการตรวจจับรังสีได้ในอนาคต
References
อิมรอน วาเด็ง. (2560). การพัฒนาผลึกซีเซียมไอโอไดด์โดยเทคนิคการเจือสารร่วมหลายชนิด. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีนิวเคลียร์ คณะวิศวกรรมนิวเคลียร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
Amnah S. Abd-Alrahman, Raid A.I., Mudhafar A. and Mohammed. (2022). Colloidal synthesis of cesium iodide nanocrystals for visible-enhanced photodetection applications. Physica. 143.
Almeida J., Amadon A., Besson P., Bourgeois P., Braem A., Breskin A., Buzulutskov A., Chechik R., Coluzza C., Di Mauro A., Friese J., Homolka J., Ljubicic Jr. A., Margaritondo G., Miné Ph., Nappi E., Dell'Orto T., Paic G., Piuz F., Posa F., Santiard J.C., Sgobba S., Vasileiadis G. and Williams T.D. (1995). Review of the development of cesium iodide photocathodes for application to large rich detectors. European Organization for Nuclear Research. 95–63.
Balamurugan N., Arulchaaravarthi A., Selvakumar S., Lenin M., Rakesh K., Muralithar S., Sivaji K. and Ramasamy P. (2005). Growth and characterization of undoped and thallium doped cesium iodide single crystals. Journal of Crystal Growth. 286(2): 294-299.
Breskin A., Chechik R., Dangendorf V., Majewski S., Malamud G., Pansky A. and Vartsky D. (1991). New approaches to spectroscopy and imaging of ultrasoft-to-hard x-rays. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 310: 57-69.
Fraser G.W. and Pearson J.F. (1984). Soft x-ray energy resolution with microchannel plate detectors of high. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 219: 199-212.
Frumkin I., Breskin A., Chechik R., Elkind V. and Notea A. (1993). Properties of CsI - based gaseous secondary emission X-ray imaging detector. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 329: 337-347.
Kana O., Toshikazu H. and Toshihiro N. (2005). Analysis of crystalline phases in airborne particulates by grazing incidence X-ray diffractometry. The Royal Society of Chemistry. 1059-1064.
Phannee S., Sakuntam S., Manit J., Kulthawat C., Chadet Y., Decho T., Visittapong Y., Chanchana T. and Noppadon N. (2016). Impact of precursor purity on optical properties and radiation detection of CsI:Tl scintillators. Applied physics. 122, 729.
Prawit B., Phannee S., Kulthawat C., Decho T., Kittidhaj D., Visittapong Y., Akapong P., Jakrapong K., Nuchjaree K. and Nakarin S. (2023). Calcium-doped cesium iodide scintillator for gamma-ray spectroscopy. Journal of Materials Science. Materials in Electronics. 34: 96.
Rabus H., Kroth U., Richter M., Ulm G., Friese J., Gernhauser R., Kastenmuller A., Maier-Komor P. and Zeitelhack K. (1999). Quantum efficiency of cesium iodide photocathodes in the 120-220 nm spectral range traceable to a primary detector standard. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 438: 94-103.
Simons D.G., Fraser G.W., De Korte P.A.J., Pearson J.F. and De Jong L. (1987). UV AND XUV quantum detection efficiencies of CsI-coated microchannel plates. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 261: 579-586.
Triloki Garg P., Rai R. and Singh B.K. (2014). Structural characterization of “as-deposited” cesium iodide films studied by X-ray diffraction and transmission electron microscopy techniques. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 736: 128-134.
Triloki, Rai R. and Singh B.K. (2015). Optical and structural properties of CsI thin film photocathode. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 785: 70-76.
Yuguang X., Hongbang L., Aiwu Z., Yingbiao L., Tao H., Li Z., Zhenghua A., Xiao C., Jian F., Yongshuai G., Qiwen L., Feng S., Xilei S., Lijun S., Zheng X., Boxiang Y., Yangheng Z. and Junguang L. (2012). Quantum efficiency measurement of CsI photocathodes using synchrotron radiation at BSRF. Nuclear instruments and methods in physics research. 664: 310-316.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 วารสารเกษตรศาสตร์และเทคโนโลยี
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรงซึ่งกองบรรณาธิการวารสาร ไม่จำเป็นต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื่อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการดีพิมพ์ในวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่หรือเพื่อกระทำการใดๆ จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักอักษรณ์จากวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ก่อนเท่านั้น
