งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและปรับปรุงกระบวนการอะโนไดซ์เซชั่นและทดสอบวิธีการอิเล็กตรอนบีมลิโทกราฟีในการสร้างโครงสร้างระดับนาโน ในส่วนของกระบวนการอะโนไดซ์เซชั่น ได้สังเคราะห์ไทเทเนียมไดออกไซด์แบบท่อนาโนบนแผ่นไทเทเนียมและแท่งไทเทเนียม โดยได้ทำการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการสร้างท่อนาโน ได้แก่ ชนิดของขั้วแคโทด ความเร็วในการปั่นกวนสารละลาย รูปร่างของแผ่นไทเทเนียม ระยะเวลา และค่าความต่างศักย์ในการอะโนไดซ์เซชั่น นอกจากนี้ยังได้ทำการปรับปรุงการหลุดลอกของท่อนาโนโดยการลดความเร็วในการปั่นกวนสารและการอบภายหลังกระบวนการอะโนไดซ์เซชั่น โดยกระบวนการอะโนไดซ์เซชั่นในงานวิจัยนี้ ใช้สารละลายอิเล็กโตรไลต์ที่ประกอบด้วยเอทิลีนไกลคอล แอมโมเนียมฟลูออไรด์ ร้อยละ 0.38 และน้ำ ร้อยละ 1.79 โดยมวล จากการศึกษาพบว่าสามารถใช้ไทเทเนียมซึ่งมีราคาถูกเป็นขั้วแคโทดแทนพลาตินัมได้ โดยใช้ขั้วแคโทดแบบแผ่นในการสร้างท่อนาโนบนแผ่นไทเทเนียม และขั้วแคโทดแบบวงกลมในการสร้างท่อนาโนบนแท่งไทเทเนียม ผลการตรวจวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าที่ความต่างศักย์ 20, 40 และ 60 โวลต์ สามารถสร้างไทเทเนียมไดออกไซด์แบบท่อนาโนบนไทเทเนียมแบบแผ่น โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโดยเฉลี่ย 34.57±3.30, 65.33±4.25 และ98.97±5.66 นาโนเมตร ตามลำดับ สำหรับบนแท่งไทเทเนียมมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อนาโนโดยเฉลี่ย 32.79±3.06, 63.30±6.32 และ 97.76±5.80 นาโนเมตร ตามลำดับ ในส่วนของวิธีการอิเล็กตรอนบีมลิโทกราฟี ได้สาธิตการสร้างโครงสร้างรูที่เรียงตัวเป็นแถว (hole array) ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 300 นาโนเมตร ที่มีการเรียงตัวแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสห่างกัน 600 นาโนเมตรบนฟิล์ม PMMA

วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2555