สืบค้นเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) จากฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ (Thesis Database) ของบัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร
ไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) (ZnO-TiO2) ถูกสังเคราะห์ด้วยวิธีปฏิกิริยาสถานะของแข็งจากผงสารตั้งต้น ZnO, TiO และ TiO2 โดยผสมผงสารตั้งต้นในอัตราส่วนสารตั้งต้น ZnO (96.67%); TiO (3.33%) และ ZnO (96.67%); TiO2 (3.33%) อย่างละ 30 g มาทำการบดเป็นเวลา 1 ชั่วโมง แล้วนำมาอัดขึ้นรูปขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 mm และความหนา 3 mm ด้วยเครื่องอัดไฮดรอลิกแกนเดี่ยวที่ความดัน 250 kg cm–2 จากนั้นทำการเผาผนึกก้อนวัสดุที่อุณหภูมิ 700 oC เป็นเวลา 5 ชั่วโมง จะได้เป้าสปัตเตอริงของ ZnO-TiO และ ZnO-TiO2 ทำการตรวจสอบโครงสร้างผลึกของเป้าสปัตเตอริงทั้งสองด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ ซึ่งมีผลสอดคล้องกับข้อมูลมาตรฐานอ้างอิงของเฟส ZnO (PDF#00-036-1451), (TiO PDF#00-002-1196) และ (TiO2 PDF#00-001-0562) สมบัติทางกายภาพพบว่ามีค่าความแข็งแบบวิกเกอร์และความหนาแน่นของวัสดุเป้าสปัตเตอริง TiO/ZnO ประมาณ 1.981 GPa และ 4.172 g cm-3 และ วัสดุเป้าสปัตเตอริง TiO2/ZnO ประมาณ 1.909 GPa และ 3.518 g cm-3 ตามลำดับ
ทำการเตรียมฟิล์มบาง Ti-Zn-O ด้วยวิธีแมกนิตรอนสปัตเตอริงแบบดีซีจากวัสดุเป้าสปัตเตอริง ZnO-TiO และ ZnO-TiO2 บนแผ่นฐานรองกระจกสไลด์เป็นเวลา 5 นาที เพื่อเปรียบเทียบสมบัติทางแสงและสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกของฟิล์มบางที่เตรียมได้จากวัสดุเป้าทั้งสอง โดยฟิล์มบางขณะที่เตรียมได้นั้น ได้ตรวจสอบโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ พบว่ามีผลสอดคล้องกับข้อมูลมาตรฐานอ้างอิงเฉพาะเฟส ZnO (PDF#00-036-1451) ที่ระนาบ (002) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอะตอมของไทเทเนียมเข้าไปอยู่ในโครงสร้างของ ZnO อย่างสมบูรณ์ โดยขนาดของผลึกของฟิล์มบางทั้งสองมีค่าใกล้เคียงกันโดยเฉลี่ยประมาณ 64-66 nm ความหนาของฟิล์มบางที่สังเกตได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดมีค่าประมาณ 100 nm
สมบัติทางแสงของฟิล์มบางทั้งสองที่ตรวจสอบด้วยเทคนิคการฉายแสงยูวีในช่วงความยาวคลื่น 300 – 1100 nm พบว่าประสิทธิภาพการส่องผ่านมีค่าใกล้เคียงกัน สามารถวิเคราะห์ค่าช่องพลังงานได้เป็น 3.3 - 3.36 eV ทำการวัดค่าสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกของฟิล์มบางทั้งสองด้วยเครื่อง ZEM-3 ณ ช่วงอุณหภูมิ 150 – 300 0C พบว่ามีค่าสภาพทางเทอร์โมอิเล็กทริกเป็นชนิดเอ็น (N-Type) ค่าสัมประสิทธิ์ซีเบก ค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าและค่าแฟกเตอร์กำลังของฟิล์มบางมีค่าเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ โดยฟิล์มบางที่เตรียมได้จากเป้า ZnO-TiO2 มีค่าแฟกเตอร์กำลังสูงสุดเป็น 36.09 mW m-1 K-2 และฟิล์มบางที่เตรียมได้จากเป้า ZnO-TiO มีค่าแฟกเตอร์กำลังเป็น 26.79 mW m-1 K-2 ณ อุณหภูมิ 300 oC
ทำการประดิษฐ์ประดิษฐ์โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกฟิล์มบางโดยใช้วัสดุชนิดพี (P-Type) เป็น CaCuO2 และฟิล์มบางชนิดเอ็นที่เตรียมได้จากเป้า ZnO-TiO2 ประกอบด้วยวัสดุชนิดพี-เอ็น จำนวน 3 คู่ และมีฟิล์มบาง Ag เป็นขั้วไฟฟ้า พบว่ามีค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าวงจรเปิดและกำลังฟ้าสูงสุดเป็น 4.75 mV และ 0.074 nW ณ ผลต่างอุณหภูมิ 57oC ตามลำดับ
Zinc Oxide doped Titanium (ZnO-TiO) and Zinc Oxide doped Titanium Dioxide (ZnO-TiO2) sputtering targets were prepared by solid state reaction from ZnO, TiO and TiO2 powder precursors. The powder precursors were mixed in the ratios ZnO (96.67%); TiO (3.33%) and ZnO (96.67%); TiO2 (3.33%) for each of 30 g, and mashed for 1 hr. A both powder precursors were pressed by the hydraulic pressing at 250 kg. cm–2 obtained the pellet within a diameter of 60 mm and thickness of 3 mm. After that, both pellets were sintered at 700oC for 5 hr, to be found the ZnO-TiO and ZnO-TiO2 sputtering targets. The crystal structure, physical properties and density of a both targets were investigated by X-ray diffraction technique, micro Vickers hardness tester, and density kit method, respectively. These results showed that crystal structure was consistent with standards reference phase of (ZnO PDF#00-036-1451), (TiO PDF#00-002-1196) and (TiO2 PDF#00-001-0562) phases. Physical properties and density of ZnO – TiO target went 1.981 GPa and 4.172 g cm-3, respectively, and ZnO-TiO2 target went 1.909 GPa and 3.518 g cm-3, respectively.
Ti-Zn-O thin films were prepared by DC magnetic sputtering method from ZnO-TiO and ZnO-TiO2 sputtering target onto the glass slide substrate for 5 minutes and then compared the optical and thermoelectric properties of thin films. All thin film deposited were investigated of the crystal structure by X-ray diffraction technique correspond with of ZnO phase (PDF # 00-036-1451) at a single peak of (002). These results indicated that the titanium atoms are consisted completely in the structure of ZnO. The crystal size of all samples was around 64-66 nm while the thickness of thin film observed from the scanning electron microscope is about 100 nm.
The optical properties of both thin films were investigated by UV-visible technique in the range of 300 - 1100 nm. The results showed that the transmittance efficiency of are similar, and the optical band gap energy analyzed with Tauc plot obtained around 3.30 - 3.35 eV. The thermoelectric properties of both thin films were measured by the ZEM-3 method within the temperature range 150 - 300 oC. The results showed that the thin films are n-type thermoelectric, Seebeck coefficient, electrical resistivity and the power factor of the thin film were increased with temperature increacing. The thin film prepared from the ZnO-TiO2 target has the maximum power factor of 36.09 mW m–1 K–2 and the thin film prepared from the ZnO-TiO target has a power factor of 26.79 mW m–1 K–2 at 300 oC.
Thermoelectric thin film module in consists of 3 pairs (p-n) materials were fabricated by using p-type material from CaCuO2 thin film and n-type material from the thin film as prepared of ZnO-TiO2 target, and then correspond them together with Ag at electrodes. thin film to at the temperature difference of 57oC. It was found that the open circuit voltage and maximum power were 4.75 mV and 0.074 nW, respectively.
ลำดับที่ | ดาวน์โหลดไฟล์ | ขนาดไฟล์ |
1 | หน้าปก | 100.17 KB |
2 | ใบรับรองวิทยานิพนธ์ | 117.84 KB |
3 | ประกาศคุณูปการ | 91.90 KB |
4 | บทคัดย่อ | 166.18 KB |
5 | สารบัญ | 255.79 KB |
6 | บทที่ 1 | 170.88 KB |
7 | บทที่ 2 | 1,015.08 KB |
8 | บทที่ 3 | 1,110.35 KB |
9 | บทที่ 4 | 738.11 KB |
10 | บทที่ 5 | 109.45 KB |
11 | บรรณานุกรม | 148.61 KB |
12 | ภาคผนวก ก | 2,606.27 KB |
13 | ภาคผนวก ข | 118.05 KB |
14 | ประวัติย่อของผู้วิจัย | 84.75 KB |