เคมีพื้นผิวและการทดสอบพื้นผิวและการดัดแปลงและปรับปรุงพื้นผิว

วลี "Surfaces cover everything" เป็นคำที่เราทุกคนควรให้เวลาคิดสักครู่ วิทยาศาสตร์พื้นผิวเป็นการศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพและเคมีที่เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานของสองขั้นตอน รวมถึงส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งกับของเหลว ส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งกับก๊าซ ส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งกับสูญญากาศ และส่วนต่อประสานระหว่างของเหลวกับก๊าซ ประกอบด้วยสาขาวิชาเคมีพื้นผิวและฟิสิกส์พื้นผิว การใช้งานจริงที่เกี่ยวข้องเรียกว่าวิศวกรรมพื้นผิว วิศวกรรมพื้นผิวครอบคลุมแนวคิดต่างๆ เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกัน การผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เซลล์เชื้อเพลิง โมโนเลเยอร์ที่ประกอบเองได้ และสารยึดติด

 

เคมีพื้นผิวสามารถกำหนดได้กว้างๆ ว่าเป็นการศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่ส่วนต่อประสาน มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับวิศวกรรมพื้นผิวซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของพื้นผิวโดยการรวมองค์ประกอบที่เลือกหรือกลุ่มฟังก์ชันที่สร้างผลกระทบที่ต้องการหรือการปรับปรุงคุณสมบัติของพื้นผิวหรือส่วนต่อประสานต่างๆ วิทยาศาสตร์พื้นผิวมีความสำคัญเป็นพิเศษในด้านต่างๆ เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันและการเคลือบฟิล์มบาง

 

การศึกษาและวิเคราะห์พื้นผิวเกี่ยวข้องกับเทคนิคการวิเคราะห์ทางกายภาพและทางเคมี วิธีการที่ทันสมัยหลายวิธีตรวจสอบพื้นผิวที่สัมผัสกับสุญญากาศ 1-10 นาโนเมตรบนสุด เหล่านี้รวมถึงเอ็กซ์เรย์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี (XPS), สเปกโทรสโกปีอิเล็กตรอนของสว่าน (AES), การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนพลังงานต่ำ (LEED), สเปกโตรสโกปีการสูญเสียพลังงานอิเล็กตรอน (EELS), สเปกโตรสโคปีการคายความร้อน, สเปกโทรสโกปีการกระเจิงไอออน, สเปกโตรเมตรีมวลไอออนทุติยภูมิ (SIMS) และวิธีการวิเคราะห์พื้นผิวอื่นๆ เทคนิคเหล่านี้จำนวนมากต้องการเครื่องดูดฝุ่นและอุปกรณ์ราคาแพง เนื่องจากต้องอาศัยการตรวจจับอิเล็กตรอนหรือไอออนที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวที่ทำการศึกษา นอกจากเทคนิคทางเคมีดังกล่าวแล้ว ยังใช้เทคนิคทางกายภาพรวมถึงเทคนิคเกี่ยวกับการมองเห็นด้วย

​

สำหรับโครงการทางวิศวกรรมที่เป็นไปได้ใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับพื้นผิว สารยึดติด การเพิ่มประสิทธิภาพการยึดเกาะกับพื้นผิว การปรับเปลี่ยนพื้นผิวสำหรับการทำพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำ (เปียกได้ยาก) ที่ชอบน้ำ (เปียกง่าย) ป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ ต้านเชื้อแบคทีเรีย หรือเชื้อรา...ฯลฯ ติดต่อเราและนักวิทยาศาสตร์พื้นผิวของเรา จะช่วยคุณในการออกแบบและพัฒนา เรามีความรู้ในการพิจารณาว่าจะใช้เทคนิคใดในการวิเคราะห์พื้นผิวเฉพาะของคุณ รวมถึงการเข้าถึงอุปกรณ์ทดสอบที่ทันสมัยที่สุด

​

บริการบางอย่างที่เรานำเสนอสำหรับการวิเคราะห์พื้นผิว การทดสอบและการปรับเปลี่ยนได้แก่:

• การทดสอบและการกำหนดลักษณะพื้นผิว

•  การดัดแปลงพื้นผิวโดยใช้เทคนิคที่เหมาะสม เช่น การแยกสลายด้วยเปลวไฟ การบำบัดพื้นผิวด้วยพลาสม่า การสะสมของชั้นการทำงาน….เป็นต้น

• การพัฒนากระบวนการสำหรับการวิเคราะห์ ทดสอบ และดัดแปลงพื้นผิว

• การเลือก การจัดซื้อ การดัดแปลงอุปกรณ์การปรับสภาพพื้นผิวและการปรับเปลี่ยน อุปกรณ์กระบวนการและการกำหนดคุณลักษณะ

• วิศวกรรมย้อนกลับของการรักษาพื้นผิวสำหรับการใช้งานพิเศษ

• การปอกและการกำจัดโครงสร้างฟิล์มบางและการเคลือบที่ล้มเหลวเพื่อวิเคราะห์พื้นผิวด้านล่างเพื่อหาสาเหตุที่แท้จริง

• บริการพยานผู้เชี่ยวชาญและคดีความ

• บริการให้คำปรึกษา

 

เราดำเนินการปรับเปลี่ยนพื้นผิวสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย รวมไปถึง:

• ปรับปรุงการยึดเกาะของสารเคลือบและพื้นผิว

• ทำให้พื้นผิวไม่ชอบน้ำหรือชอบน้ำ

• ทำให้พื้นผิวป้องกันไฟฟ้าสถิตย์หรือไฟฟ้าสถิต

• ทำให้พื้นผิวต้านเชื้อราและต้านเชื้อแบคทีเรีย

 

ฟิล์มบางและสารเคลือบ

ฟิล์มบางหรือสารเคลือบเป็นชั้นวัสดุบาง ๆ ตั้งแต่เศษส่วนของนาโนเมตร (ชั้นเดียว) ไปจนถึงความหนาหลายไมโครเมตร อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ การเคลือบด้วยแสง การเคลือบป้องกันรอยขีดข่วนเป็นการใช้งานหลักที่ได้รับประโยชน์จากการสร้างฟิล์มบาง

 

การใช้ฟิล์มบางที่คุ้นเคยคือกระจกสำหรับใช้ในครัวเรือนซึ่งโดยทั่วไปจะมีการเคลือบโลหะบาง ๆ ที่ด้านหลังของแผ่นกระจกเพื่อสร้างส่วนต่อประสานสะท้อนแสง ครั้งหนึ่งมักใช้กระบวนการทำเงินเพื่อผลิตกระจก ปัจจุบันมีการใช้สารเคลือบฟิล์มบางขั้นสูงมากขึ้น ตัวอย่างเช่น การเคลือบฟิล์มบางมาก (น้อยกว่านาโนเมตร) ใช้ในการผลิตกระจกสองทาง ประสิทธิภาพของการเคลือบด้วยแสง (เช่น การเคลือบป้องกันแสงสะท้อน หรือการเคลือบ AR) มักจะได้รับการปรับปรุงเมื่อการเคลือบฟิล์มบางประกอบด้วยชั้นหลายชั้นที่มีความหนาและดัชนีการหักเหของแสงต่างกัน โครงสร้างที่คล้ายคลึงกันของฟิล์มบางสลับกันของวัสดุที่แตกต่างกันอาจรวมกันเป็น superlattice ที่เรียกว่า superlattice ซึ่งใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ของการกักขังควอนตัมโดยการจำกัดปรากฏการณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์เป็นสองมิติ การใช้งานอื่นๆ ของการเคลือบฟิล์มบาง ได้แก่ ฟิล์มบางแบบเฟอร์โรแมกเนติกสำหรับใช้เป็นหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ การนำส่งยาแบบฟิล์มบางที่ใช้กับเภสัชภัณฑ์ แบตเตอรี่แบบฟิล์มบาง ฟิล์มบางเซรามิกยังถูกใช้อย่างแพร่หลาย ความแข็งและความเฉื่อยที่ค่อนข้างสูงของวัสดุเซรามิกทำให้การเคลือบบางประเภทนี้น่าสนใจสำหรับการปกป้องวัสดุพื้นผิวจากการกัดกร่อน ออกซิเดชัน และการสึกหรอ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การใช้สารเคลือบดังกล่าวกับเครื่องมือตัดสามารถยืดอายุของชิ้นงานเหล่านี้ได้หลายระดับ กำลังดำเนินการวิจัยในหลายแอปพลิเคชัน ตัวอย่างของการวิจัยคือวัสดุอนินทรีย์ออกไซด์แบบฟิล์มบางประเภทใหม่ ที่เรียกว่าอสัณฐานเฮฟวี่เมทัล cation multicomponent oxide ซึ่งสามารถนำมาใช้ทำทรานซิสเตอร์แบบโปร่งใสที่มีราคาไม่แพง เสถียร และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

 

เช่นเดียวกับวิชาวิศวกรรมอื่น ๆ พื้นที่ของฟิล์มบางต้องการวิศวกรจากหลากหลายสาขาวิชา รวมถึงวิศวกรเคมี เรามีทรัพยากรที่โดดเด่นในด้านนี้และสามารถให้บริการต่อไปนี้แก่คุณได้:

• การออกแบบและพัฒนาฟิล์มบางและสารเคลือบ

• ลักษณะเฉพาะของฟิล์มบางและสารเคลือบ รวมถึงการทดสอบทางเคมีและการวิเคราะห์

• การสะสมทางเคมีและกายภาพของฟิล์มบางและสารเคลือบ (การชุบ, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD เช่น การสปัตเตอร์ การสปัตเตอร์ปฏิกิริยา และการระเหย e-beam, topotaxy)

• ผ่านการสร้างโครงสร้างฟิล์มบางที่ซับซ้อน เราสร้างโครงสร้างที่มีหลายวัสดุ เช่น นาโนคอมโพสิต, โครงสร้าง 3 มิติ, กองของเลเยอร์ต่างๆ, หลายชั้น,…. เป็นต้น

• การพัฒนากระบวนการและการปรับให้เหมาะสมสำหรับการเคลือบฟิล์มบางและการเคลือบผิว การกัด การแปรรูป

• การเลือก การจัดซื้อ การดัดแปลงฟิล์มบางและกระบวนการเคลือบและอุปกรณ์กำหนดคุณลักษณะ

• วิศวกรรมย้อนกลับของฟิล์มบางและสารเคลือบ การวิเคราะห์ทางเคมีและฟิสิกส์ของชั้นภายในโครงสร้างการเคลือบหลายชั้นเพื่อกำหนดปริมาณทางเคมี พันธะ โครงสร้าง และคุณสมบัติ

• การวิเคราะห์สาเหตุรากของโครงสร้างและการเคลือบฟิล์มบางที่ล้มเหลว

• บริการพยานผู้เชี่ยวชาญและคดีความ

• บริการให้คำปรึกษา