วันศุกร์ที่ 19 สิงหาคม พ.ศ. 2554

การแกะสลักวัตถุระดับนาโนเมตร

 แผนที่ประเทศไทยบนเส้นผมมนุษย์

Prof. Dr. Hans Hilgenkamp   ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จาก University of Twente ประเทศเนเธอร์แลนด์ ได้วาดภาพแผนที่ประเทศไทย ลงบนเส้นผมมนุษย์ โดยใช้เทคนิค Focused Ion Beam ภาพที่เค้าวาดนี้ได้มอบ เป็นของขวัญให้แก่ประเทศไทยเรา ในฐานะที่เป็นเจ้าภาพจัดงานเทศกาลวิทยาศาสตร์เยาวชนเอเปค ครั้งที่ 4 (4th APEC Youth Science Festival: AYSF) ระหว่างวันที่ 20-26 ส.ค.54 ณ บ้านวิทยาศาสตร์สิรินธร อุทยานวิทยาศาสตร์ไทย เพราะฉะนั้นเราจะมาดูหลักการพื้นฐานง่ายๆกันนะครับ ว่า เทคนิค Focused Ion Beam นี้ทำงานอย่างไร


หน้าตาของเครื่อง Focused Ion Beam นี้ก็จะคล้ายกับเครื่อง Scanning Electron Microscope (SEM) ที่ใช้สำหรับถ่ายรูประดับ Mirco หรือ Nano ทั่วไป หลักการการทำงานก็ใกล้เคียงกัน แต่ต่างกันตรงที่ Focused Ion Beam จะใช้ ไอออน ในขณะที่ SEM จะใช้ อิเล็กตรอน ในการยิงเข้าหาวัตถุที่เราสนใจ  เนื่องจากไอออนจะมีขนาดที่ใหญ่กว่า และหนักกว่าอิเล็กตรอน ทำให้มีโมเมนตัมที่มากกว่าในพลังงานที่เท่ากัน ไอออนจึงเกิดปฎิกิริยาส่วนใหญ่กับอิเล็กตรอนชั้นนอกของวัตถุที่เรายิง ซึ่งไอออนสามารถทำลายพันธะ (chemical bonds) ของอะตอมต่างๆในวัตถุนั้นๆได้

โดยทั่วไป Focused Ion Beam จะสามารถทำงานได้ 3 อย่างคือ 1. การถ่ายภาพ (imaging) 2. การแกะสลัก (Etching) และ 3. การเคลือบผิว (Deposition)

ในการแกะสลักแผนที่ประเทศไทยบนเส้นผมมนุษย์ก็จะใช้ Etching Mode โดย Focused Ion Beam จะใช้ Ga+ ไอออน ยิงเข้าไปยังเส้นผมด้วยพลังงานค่าหนึ่ง ที่พอจะทำให้อะตอมบนเส้นผมหลุดออกมาได้ โดยเราสามารถที่จะแกะสลักรูปต่างๆได้โดยการใช้ Image processing รวมกับการควบคุมทิศทางของลำไอออน (beam position) เวลาในการยิง (dwell time) ความเข้ม(Intensity) และ ขนาด(size) ของลำไออน
Clip VDO ด้านล่างเป็นการแสดงวิธีวาดช้างน้อยลงบนเส้นผมของ  Prof. Hans กับลูกสาว เค้าครับ


อนาคตข้างหน้าประเทศไทยเราอาจมี การประกวดแกะสลักลายไทยบนเส้นผม ก็เป็นไปได้นะครับ

ไม่มีความคิดเห็น: