เซนเซอร์แสงของฟิล์ม TiO2 ที่เจือด้วย Al2O3 ที่เตรียมด้วยเผาผนึกสาร

บทคัดย่อ

     เซนเซอร์แสงเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้การเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าเมื่อฉายแสง สาร TiO₂ มีคุณสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำ มีความต้านทานไฟฟ้าสูง และเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางแสงที่ดี และ Al₂O₃ ที่มีความโปร่งใสยอมให้แสงผ่านได้ และนำไฟฟ้าได้ เมื่อฉายแสงลงบนพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำจะทำให้ความต้านทานลดลงเนื่องจากทำให้เกิดออกซิเจนที่พื้นผิวหลุดออกเป็นผลให้เกิดช่องว่างของออกซิเจน (oxygen vacancy) ในงานวิจัยนี้ได้นำสาร TiO₂ ที่เจือด้วย Al₂O₃ 5 % โดยโมล นำไปเผาผนึกสารที่อุณหภูมิ 900, 950 และ 1,000°C แล้วเคลือบฟิล์มบนกระจกนำไฟฟ้าด้วยเทคนิค spin coating จากนั้นทำการศึกษา ลักษณะของเฟสของสารตัวอย่าง พบว่า เมื่อเผาผนึกสารที่อุณหภูมิสูงขึ้น จะมีระนาบของ TiO₂ และ AlTiO₂ ที่มีพีคที่สูงขึ้นด้วยเทคนิค XRD และจากภาพถ่ายเทคนิค SEM จะเห็นว่าขนาดของอนุภาคใหญ่ขึ้น จะมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำลง จากการศึกษาการฉายแสงอาทิตย์จำลอง 1000 W/m² บนพื้นผิวของฟิล์มบางทำให้มีความต้านทานลดลง และเมื่อปิดแสงทำให้มีความต้านทานเพิ่มขึ้น แต่ความต้านทานจะไม่ขึ้นมาเท่าเดิม และมีแนวโน้มของความต้านทานลดลงจนอิ่มตัว สำหรับฟิล์มบาง 900°C มีช่วงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานมากที่สุด ซึ่งเป็นช่วงที่กว้าง ดังนั้น ฟิล์มบางของ TiO₂ ที่เจือด้วย Al₂O₃ จึงเหมาะสมต่อการประดิษฐ์เป็นเซนเซอร์แสงได้