โครงการวจย/ชดโครงการวจย

แบบฟอรมขอเสนอฉบบสมบรณ Pr (Full oposal) สำ�หรบโครงก�รประกอบการเสนอของบประมาณบรณาการวจยและนวตกรรม

(สำหรบเปาหมายท 1 2 และ 3)

------------------------------------

ชอโครงก�รวจย/ ชดโครงก�ร (ภ�ษ�ไทย) การเพมประสทธภาพของวสดเพยโซอเลกทรกและการออกแบบวงจรรบคลนทผวสำหรบการพฒนาเปนอปกรณแกสเซนเซอร

(ภ�ษ�องกฤษ) Piezoelectric material optimization and surface acoustic wave receiving circuit design for development as a gas sensor device

ชอแผนบรณาการ (ภาษาไทย) นวตกรรมเซนเซอรและเทคโนโลยการเชอมตอของสรรพสง (IoT) สำหรบการจดการอาหารสตวเพอลดตนทนการผลตของฟารมเลยงโคขนระบบเปดในจงหวดพะเยา

(ภาษาองกฤษ) Innovative sensors and internet of things (loT) technology for cost-reductive feed management of open system beef feedlot farm in Phayao province.

สวน ก : ลกษณะโครงการวจย / ชดโครงการวจย ใหม ตอเนอง ระยะเวลา ....3... ป ………เดอน ปนเปนปท 1 (ระยะเวลาดำเนนการวจยไมเกน 5 ป)

ประเภทโครงก�ร โครงการวจย ชดโครงการวจย

ประเภทง�นวจย พนฐาน (basic Research) พฒนาและประยกต (Development) วจยเชงปฏบตการ (Operational Research) วจยทางดานคลนก (Clinical Trial) วจยตอยอด (Translational research) การขยายผลงานวจย (Implementation)

ประเภทก�รใชงบประม�ณ

หนวยงานดำเนนการวจยเอง จดจางหนวยงานอนวจย

สวน ข : องคประกอบในการจดทำ 1. ผรบผดชอบ

r Prr d Pr 12102561TemplateReseach ogaman ojectV 1

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

คำ�น

ำ�หน�

ชอ-สกล ตำ�แหนงในโครงก�ร

หนวยง�น สดสวนก�รม

สวนรวมผศ.ดร. อนรกษ ประสาทเขตรการ หวหนาโครงการ คณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยพะเยา100

2. ส�ข�ทสอดคลองกบง�นวจย

21. ส�ข�ก�รวจยหลก EO CD 1. วทยาศาสตรธรรมชาต ส�ข�ก�รวจยยอย EO CD 1.1 วทยาศาสตรธรรมชาต : วทยาศาสตรธรรมชาต

ด�นก�รวจย เกษตร 22. ส�ข� EISC D 00 Generic programmes and qualifications

000 Generic programmes and qualifications not further defined 0000 Generic programmes and qualifications not further defined

3. คำ�สำ�คญ rd(keywo ) คำ�สำ�คญ (TH) แกสเซนเซอร วสดเพยโซอเลกทรก วงจรรบคลนทผว คำ�สำ�คญ E( N)Gas Sensor; Piezoelectric materials; Surface Acoustic Wave Receiving Circuit

4. เป�หม�ยก�รวจยง�นวจยนมเป�หม�ยเพอสงเคร�ะหและห�คณลกษณะเฉพ�ะของวสดเพยโซอเลก

ทรกเพอพฒน�เปนหวตรวจวดแกส โดยมงเนนก�รพฒน�วสดในมตเชงลก มก�รใช เทคโนโลยขนสงในก�รวเคร�ะห เชน ก�รใชแสงซนโครตรอน ซงจะนำ�ไปสก�รพฒน�องค

คว�มรใหมท�งวสดศ�สตรและฟสกสทส�ม�รถตพมพเผยแพรในว�รส�รระดบน�น�ช�ตได นอกจ�กน ง�นวจยยงมงเนนก�รปรบปรงคณสมบตเพยโซอเลกทรกใหมคว�มเหม�ะสมกบ

ก�รประยกตใชง�นเปนหวตรวจวดแกส พรอมทงก�รพฒน�วงจรรบคลนทผว r (Su faceA r coustic Wave Receiving Ci cuit) ในกระบวนก�รหมกอ�ห�รจ�กวสดเหลอใช

ท�งก�รเกษตร เพอลดตนทนก�รเลยงสตวของจงหวดพะเย� เชน ก�รเลยงโคขนดอกคำ�ใตนำ�ไมสก�รวเคร�ะหขอมลเพอบงชคณภ�พของอ�ห�รหมกจ�กวสดเหลอใชท�งก�รเกษตรในลำ�ดบถดไป

4.1 เปาหมายเชงปรมาณ ผลตหวตรวจจบแกส 1 หว พรอมดวยวงจรรบคลน ผลงานวจยตพมพในวารสารทางวชาการระดบนานาชาต 1 เรอง

4.2 เปาหมายเชงคณภาพ ผลตบณฑตอยางนอย 1 คน แลกเปลยนและถายทอดผลงานวจยสกลมเปาหมายอยางนอย 2 ครง

5. คว�มสำ�คญและทม�ของปญห�ททำ�ก�รวจย อ�ชพหลกของประช�กรในจงหวดพะเย� คอ อ�ชพเกษตรกรรม ผลตภณฑท�งก�ร

เกษตรทสำ�คญ ไดแก ข�วหอมมะลคณภ�พสง ลนจเกรดพรเมยมแมใจ แคนต�ลปแมใจ และ ยงมโคขนดอกคำ�ใต ทเปนผลตภณฑใหม เดมทกลมผเลยงโคขนจะสงโคไปเชอดทโพนย�ง

คำ� จงหวดสกลนคร และตตร�ว�เปนโคขนโพนย�งคำ� ทงทโคสวนหนงเลยงทจงหวดพะเย�

r Prr d Pr 12102561 2

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

ดงนน กลมผเลยงโคจงมแนวคดทจะสร�นแบนดเปนของตวเอง จงตงชอเปน โคขน ดอกคำ�ใต แตอย�งไรกต�ม ปญห�ของกลมผเลยงโคทอำ�เภอดอกคำ�ใต จงหวดพะเย�ทพบ

เชน 1) ไมส�ม�รถควบคมคณภ�พก�รผลตใหคงทได 2) ม�ตรฐ�นของอ�ห�รยงไม แนนอน 3) ปรม�ณไขมนแทรกยงไมดเท�ทควร จงทำ�ใหไดร�ค�ทไมสงต�มทควรจะเปน

ดงนน กลมนกวจยและกลมผเลยงโคจงมแนวคดรวมกนว� จะเปนไปไดไหม ถ�เร�นำ� เทคโนโลยสมยใหมเข�ม�ใชรวมกบก�รเลยงโคขน ตงแตก�รควบคมและตดต�ม r (monitoing)ก�ร

ผลตอ�ห�รหมก เพอดปรม�ณส�รอ�ห�รทเหม�ะสมสำ�หรบก�รเลยงโคขน ก�รตดต�ม พฤตกรรมของโคขนตลอดระยะเวล�ของก�รเลยงแบบขน ซงอ�จตรวจสอบในเชงก�ยภ�พ

และท�งเคม เชน ลกษณะของกล�มเนอ อตร�ก�รเตนของชพจร ก�รตรวจจบปรม�ณก�ซ ต�งๆ จ�กลมห�ยใจของโค ซงอ�จจะสะทอนถงคว�มสมบรณหรอคว�มเปนโรคของโคได ซง

ปจจยเหล�นอ�จสงผลกระทบตอคณภ�พของซ�กโคขนทเชอด โดยเฉพ�ะอย�งยง ปรม�ณ ไขมนแทรกทด ทจะสงผลตอร�ค�ทสงขน ปจจยทสำ�คญทส�ม�รถนำ�เทคโลโลยสมยใหมม�

ใชกบอตส�หกรรมท�งก�รเกษตร กคอ 1) มร�ค�ถกทำ�ใหไมตองลงทนเพมม�กนก 2) ก�รเชอมตอสะดวกสบ�ยไมตองใชองคคว�มรทซบซอน และ 3) ประช�ชนแทบทกคนม

โทรศพทมอถอ และมก�รเชอมตอกบอนเทอรเนต ทำ�ใหส�ม�รถนำ�เทคโนโลย r Inte net of Things (IoT) ม�ใชรวมไดโดยง�ย ดงนนจงเปนโอก�สทไมหยดนงสำ�หรบวส�หกจขน�ด

กล�งและขน�ดยอม ME (S s) ทจะลงทนในอตส�หกรรมก�รเกษตรทมคว�มอดมสมบรณ ด�นทรพย�กรและวตถดบ แรงง�นทมทกษะสง ม�ตรฐ�นคณภ�พทเขมงวด คว�มตองก�ร

ด�นก�รผลตอ�ห�รภ�ยในประเทศและต�งประเทศทเพมขน และก�รสนบสนนจ�กรฐบ�ลการพฒนาทางเทคโนโลยทสามารถตอบโจทยตอการพฒนาอตสาหกรรมของประเทศ นบวามความสำคญ

อยางยง ไมวาจะเปนดานของความถกตอง รวดเรว ประหยดทรพยากร และความคมคา เปนตน ซงกระบวนการตางๆ ทางอตสาหกรรม จำเปนอยางยงทจะตองมระบบเฝาระวง (monitoring) และการตรวจวด (sensing) คาตางๆ เพอทจะนำเอาคาเหลานนไปใชในการควบคมและปรบแตง เพอหาประสทธภาพในการทำงานสงสด เชน การตรวจดสภาวะการทำงาน การจำแนกและแบงแยกการตรวจสอบความผดพลาด การเตอนภย การทดสอบและการประกนคณภาพ นอกจากนยงรวมไปถงการลดมลภาวะ และรกษาสภาพแวดลอมอกดวย ซงปรมาณทตองการหรอตรวจสอบนน มกจะเกยวของกบปรมาณทางเคม ฟสกส และปรมาณทางกายภาพตาง ๆ เชน ความรอน แสง ส เสยง ระยะทาง การเคลอนท แรง ขนาด รปราง ความดน ความเขมขน ความหนด และการไหล เปนตน ซงในการตรวจสอบปรมาณทงหลายเหลานจำเปนตองใชอปกรณในการตรวจสอบทแตกตางกนออกไป ทสำคญคอ จะตองมความถกตองและแมนยำสง รวมถงการตอบสนองตอปรมาณทเราตองการตรวจวดไดเปนอยางด และอปกรณทกลาวถงน ไดแก เซนเซอร ซงเปนอปกรณตรวจรตวแรกในระบบการวด ซงใชตรวจจบหรอรบรการเปลยนแปลงปรมาณทางเคม ฟสกส และปรมาณทางกายภาพ ของตวแปรตางๆ แลวเปลยนใหอยในรปของสญญาณหรอขอมลทสอดคลองและเหมาะสมกบสวนของการกำหนดเงอนไขทางสญญาณ การตรวจรจะอาศยผลการเปลยนแปลงของพารามเตอรในตวเซนเซอรเองทสามารถตรวจวดได ซงสวนใหญจะเปนพารามเตอรทางไฟฟา เชน แรงดน กระแส ความตานทาน ความจ และความเหนยวนำ เปนตน เมอคาตวแปรทางกายภาพเปลยนแปลงแลวพารามเตอรของตวเซนเซอรเหลานจะเปลยนตาม กระบวนการนเรยกวา การตรวจจบ (sensing) บางครงอาจเรยกวา ทรานสดวเซอร (transducer) กได

วสดเพยโซอเลกทรกทมโครงสรางแบบเพอรอฟสไกต ไดรบความสนใจในการศกษาคนควาวจยกนอยางกวางขวางทงในเชงวชาการและในเชงพาณชย เปนวสดทสามารถสงเคราะหไดงาย ตนทนไมแพง และทสำคญมสมบตทางไฟฟาทโดดเดน เชน สมบตเฟรโรอเลกทรก สมบตเลกโตรสทรกทฟ และสมบตไพอโซอเลกทรก เปนตน (1-3) สามารถประยกตเปนอปกรณของเครองจกรกลอตโนมตททนสมยและมความแมนยำสง อปกรณทางการแพทย อปกรณทางการกฬาและบนเทง อปกรณทางการคมนาคมตดตอสอสาร และอปกรณอเลกทรอนกสประเภทตาง ๆ ยก

r Prr d Pr 12102561 3

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

ตวอยางเชน ตวเกบประจไฟฟา (capacitors) เซนเซอร (sensors) ทรานสดวเซอร (transducers) หมอแปลงไฟฟา (transformers) อปกรณตรวจสอบตำหนหรอรอยแตกราวในวสดแบบไมทำลาย (non-destructive testing detectors) หวตรวจวดอลทราซาวด (ultrasonic probe) หวตรวจวดความดนโลหต (blood pressure probes) และหนยนตขนาดจว (microrobots) สำหรบใชในการตรวจวนจฉยอวยวะภายในรางกายแบบไรสาย เปนตน ตวอยางของวสดเพยโซอเลกทรกทถกนำมาประยกตใชงานเปนเซนเซอร ไดแก Pb(ZrxTi1-x)O3, BaTiO3, Bi(Zn,Ti)O3, Ba(Zr,Ti)O3, (K,Na)NbO3, (Bi,Na)TiO3, (Bi,K)TiO3, BiFeO3 and composite-perovskite sturcture เปนตน ซงวสดเหลานมบรเวณรอยตอเฟส (morphotropic phase boundary; MPB) ทนาสนใจ เนองจากเปนบรเวณทใหคาคณสมบตทางไฟฟาและแมเหลกทโดดเดน

เนองจากวสดเพยโซอเลกทรกมคณสมบตไฟฟาเชงกล ดงนนวงจรทางไฟฟา/อเลกทรอนกสทใชเชอมตอจะตองมความสอดคลองกนดวย วงจร Surface acoustic wave (SAW) เปนวงจรทถกนำมาประยกตรวมกบวสดเพยโซอเลกทรกอยางแพรหลาย เนองจากวงจรนจะมการเปลยนความถคลนวทยเมอสนามไฟฟาเปลยนแปลง และจะสรางขวทางไฟฟาทบรเวณผวหนาของเซนเซอร การเปลยนแปลงความถจะสมพนธกบปรมาณของการดซบสารตวอยางทผวหนาของเซนเซอร ดงภาพท 1 ความไวของเซนเซอรชนดนขนอยกบกระบวนใหคลนความถ ซงความถทใชจะตองมความถสงและสมพนธกบสญญาณทางไฟฟา ดวยเหตน จงทำใหมประเดนทนาสนใจในการศกษา ยกตวอยางเชน การปรบตวแปรของวงจรใหมความสมพนธกบวสดเพยโซอเลกทรกทใชผลตเปนเซนเซอร ความรวดเรวในการอานคาสญญาณตาง ๆ และปรมาณสงเราทมผลตอการทดสอบ เปนตน ทำใหนกวจยสามารถออกแบบการวจยและพฒนาในเชงลก สการตพมพเผยแพรในวารสารทางวชาการระดบนานาชาต ควบคกบการนำผลงานวจยไปใชประโยชนได

ภาพท 1 แผนผงโครงสรางของ Surface acoustic wave

ดงนนงานวจยนจงใหความความสนใจตอการสงเคราะหวสดเพยโซอเลกทรกทมโครงสรางแบบเพอรอฟสไกตในระบบ Ba(Zr,Ti)O3 ตรวจหาคณลกษณะเฉพาะ และปรบปรงคณสมบตทจะนำไปประยกตเปนอปกรณเซนเซอรแกส รวมถงการออกแบบวงจรเชอมตอแบบ Surface acoustic wave (SAW) เพอใชตรวจวดคณภาพของอาหารหมก โดยมความคาดหวงวาจะสามารถผลตเซนเซอรทมความไว (sensitivity) และมความจำเพาะเจาะจง (selectivity) ในการตรวจวดแกส

6. วตถประสงคของโครงก�รวจย 1 เพอสงเคร�ะหวสด ตรวจห�คณลกษณะเฉพ�ะ และปรบปรงคณสมบตของวสด

เพยโซอเลกทรกในระบบ r 3Ba(Z, T i ) O ทจะนำ�ไปประยกตเปนหวตรวจวดแกส 2) เพอผลตหวตรวจวดแกสจากกระบวนการหมกอาหารดวยเทคนคคลนอคสตก (Acoustic wave) 3) เพอการถายทอดเทคโนโลยเซนเซอรจากงานวจยสกลมเปาหมาย

7. ขอบเขตของก�รวจย

r Prr d Pr 12102561 4

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

71. ขอบเขตด�นพนท/องคกรงานวจยนจะทำรวมกบกลมเกษตรกรผเลยงโคขน จงหวดพะเยา ในประเดนของการตรวจสอบคณภาพ

อาหารทผานกระบวนการหมก ทจะสงผลถงการลดตนทนการเลยงโคขนดอกคำใต7.2 ขอบเขตดานเนอหา สงเคร�ะหผง ผลตฟลมและ/หรอเซร�มกทไมมตะกวเปนองค

ประกอบในระบบ r,,,,,, 3 เปนฐ�น ดวยก�รเจอธ�ตกลมห� ย�ก หรอแรเอรท rr, ,,r,,, ( ) เชน ซเรยม (Ce) เออเบยม Er( )

โฮลเมยม (Ho) แลนท�นม (La) สแกนเดยม (Sc) อตเทรยม (Y) เปนตน ใหมคว�มบรสทธ

ตรวจสอบโครงสรางผลกดวยเทคนคการเลยวเบนของรงสเอกซ (X-ray diffraction; XRD) หรอกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองผาน (Transmission electron microscope; TEM)

ตรวจสอบโครงสรางจลภาคดวยกลองจลทรรศนแสงอเลกตรอนแบบสองกราด (Scanning electron microscope; SEM)

ตรวจสอบคณสมบตทางไฟฟา เชน สภาพตานทานไฟฟา (Resistivity) สมบตไดอเลกทรก (Dielectric properties) สมบตเพยโซอเลกทรก และสมบตเฟรโรอเลกทรก

ใชเทคนคทางแสงซนโครตรอน เชน XAS, SAXS, PES, XRF และอนๆ เพอวเคราะหพฤตกรรมของอเลกตรอนหรออะตอมทอาจสงผลตอสมบตตาง ๆ ของเซนเซอร

ตรวจสอบความไว (sensitivity) ในการตรวจจบสญญาณทางกลและทางไฟฟา ประดษฐแกสเซนเซอรและทดสอบประสทธภาพเพอดความเปนไดและความเหมาะสมสำหรบการ

ประยกตใชงานในภาคการผลตทางการเกษตรของจงหวดพะเยา ออกแบบวงจรรบคลนทผวจากวสดเพยโซอเลกทรกและระบบตรวจวด รวมถงการปรบคาตวแปรตางๆ

ทมความเหมาะสมตอการตรวจวดแกสทเกดจากกระบวนการหมกอาหารสำหรบเลยงโคขน7.3 ขอบเขตดานระยะเวลา

ระยะเวลา 1 ป 7.4 ขอจำกดในการวจย

ไมม

8. ทฤษฎ สมมตฐ�น และกรอบแนวคดของโครงก�รวจย 81. ทฤษฎทใชในก�รวจย

8.1.1 ทฤษฎเฟรโรอเลกทรก (Ferroelectric)

เซรามกเฟรโรอเลกทรก ถกคนพบในป ค.ศ.1921 ในวสดผลกเดยว ทเรยกวา Rochelle salt หรอเรยกอกชอหนงวา โซเดยมโพแทสเซยมทารเทรตเตตาไฮเดรต (Sodium potassium tetrahydrate) ซงเปนวสดชนดแรกทแสดงคณสมบตเปนเฟรโรอเลกทรก ไดแก การเกดโพลาไรเซชนขนเอง (spontaneous polarization) ภายใตอณหภมคร มขอบเขตเฟรโรอเลกทรก (ferroelectric domains) และมเฟรโรอเลกทรกฮสเทอรซสลป (ferroelectric hysteresis loop) การเปลยนแปลงครงใหญในการคนควาวสดเฟรโรอเลกทรก เรมขนในป ค.ศ. 1950 โดยมการนำเซรามกแบเรยมไททาเนต (BaTiO3) มาใชในตวเกบประจ และอ

r Prr d Pr 12102561 5

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

ปกรณไพอโซอเลกทรกทรานสดวซอร ตงแตนนมาเซรามกเฟรโรอเลกทรกจำนวนมาก รวมไปถงเลดไททาเนต (PbTiO3) เลดเซอรโคเนตไททาเนต (PZT) เลดแลนทานมเซอรโคเนตไททาเนต (PLZT) และวสดรแลกเซอรเฟรโรอเลกทรก ทมคณสมบตเหมอนกบเลตแมกนเซยมไนโอเบต (PMN) ไดมการพฒนาและมการใชประโยชนอยางหลากหลาย โดยสวนใหญแลวจะใชเซรามกเฟรโรอเลกทรกในการทำเปนวสดไดอเลกทรกสำหรบการประยกตใชในการทำตวเกบประจ ฟลมบางสำหรบหนวยเกบความจำ และมการประยกตใชวสดไพอโซอเลกทรกสำหรบอลตราโซนกทางการแพทย แอคชเอเตอร นอกจากน ยงมการประยกตใชวสดอเลกโตรออปตกสำหรบการเกบสะสมขอมลและการแสดงผล เปนตน

นกผลกศาสตรไดแบงผลกออกเปน 32 กลมดงภาพท 2 ซงจากผลก 32 กลม ม 21 กลมทไมมความสมมาตรของศนยกลาง (non-centrosymmetric) ซงมลกษณะทสำคญททำใหเกดปรากฏการณไพอโซอเลกทรก ซงพบถง 20 กลม เนองจากแรงกดทใหกบวสดเปนแบบทมสมมาตรของศนยกลาง และไมสามารถเกดการโพลาไรเซชนได นอกจากวาวสดนนจะมลกษณะทไมสมมาตรของศนยกลางอยเอง จงจะทำใหผลรวมของการเคลอนทของประจลบและประจบวกสามารถสรางไดโพลทางไฟฟาขนมาเอง หรอทเรยกวาการเกดโพลาไรเซชน (polarization)

ภาพท 2 การแบงกลมวสดตามความสมมาตร

r Prr d Pr 12102561 6

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

จาก 21 กลมผลกทแสดงสมบตไพอโซอเลกทรก ดงแสดงในภาพท 2 จะมเพยง 10 กลม ทมสภาพขวถาวรในโครงสราง และสามารถเกดโพลาไรเซชนไดดวยตนเอง (spontaneous polarization, Ps) การเกดโพลาไรเซชนนจะมการเปลยนแปลงขนอยกบอณหภม ดงภาพท 3 ซงการเปลยนแปลงโพลาไรเซชนทขนกบอณหภมนเรยกวา ปรากฏการณไพโรอเลกทรก (pyroelectric effect) โดยสามารถอธบายไดในเทอมของสมประสทธไพโรอเลกทรก (pyroelectric coefficient, ) คอ

(1)

เมอ คอ การเปลยนแปลงโพลาไรเซชนทเกดขนเอง คอ การเปลยนแปลงอณหภมในชวงสน ๆ

ภาพท 3 ผลการเปลยนแปลงอณหภมตอโพลาไรเซชนทเกดขนเอง (Ps) ของแบเรยมไททาเนต

จากภาพท 3 พบวา เมออณหภมเพมขน คาโพลาไรเซชนทเกดขนเองจะคอยๆ ลดลง และคาสมประสทธไพโรอเลกทรกจงมคาเปนลบ และถาขนาดและทศทางของโพลาไรเซชนสามารถกลบไดดวยสนามไฟฟาจากภายนอกแลว จะเรยกผลกทแสดงสมบตดงกลาวนวา “เฟรโรอเลกทรก” ดงนนผลกทมพฤตกรรมแบบเฟรโรอเลกทรก จะมพฤตกรรมแบบไพโรอเลกทรกดวย แตผลกทมพฤตกรรมแบบไพโรอเลกทรกอาจจะไมมพฤตกรรมแบบเฟรโรอเลกทรกกได

ผลกเฟรโรอเลกทรกนนจะมการโพลาไรเซชนในทศทางเดยวกนดงภาพท 4 โดยจะเรยกวาเปนเฟรโรอเลก ทรกโดเมน (ferroelectric domain) ซงภายในหนงโดเมนขวไฟฟาทงหมดจะมทศทางเดยวกน และหลายๆ โดเมนในผลกจะถกแบงแยกดวยผวรวมทเรยกวา “ผนงโดเมน (domain wall)” และในแตละผลกของเฟรโรอเลกทรกจะมเฟรโรอเลกทรกโดเมนอยมากมาย ซงสามารถทำใหผลกทประกอบไปดวยหลายๆ โดเมนมโพลาไรเซชนในทศทางเดยวกน หรอเปนโดเมนเดยวไดดวยสนามไฟฟาจากภายนอก โดยสนามไฟฟาจะไปกลบทศทางของโพลาไรเซชนใหอยในทศทางเดยวกน

r Prr d Pr 12102561 7

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

ก. ข.ภาพท 4 แสดงผลกเฟรโรอเลกทรก (ก) กอนการโพลาไรเซชน (ข) หลงการโพลาไรเซชน

ภาพท 5 แสดงวงรอบฮสเทอรซสของเซรามกเฟรโรอเลกทรก

ความแตกตางระหวางวสดทเปนไพโรอเลกทรกและเฟรโรอเลกทรก คอ ทศทางของการโพลาไรเซชนทเกดขนเอง โดยในวสดทเปนเฟรโรอเลกทรก โพลาไรเซชนสามารถกลบทศทางไดดวยสนามไฟฟาภายนอก และการกลบทศทางของโพลาไรเซชนนสามารถอธบายไดโดยเฟรโรอเลกทรกฮสเทอรซส (ferroelectric hysteresis) ดงภาพท 5 ซงเมอเราเรมใหสนามไฟฟาเขาไป การเกดโพลาไรเซชนจะเรมมากขนอยางรวดเรวตามเสนทาง OB จนกระทงถงจดอมตวทจด B ซงจดนจะเปนจดทโพลาไรเซชนอมตวและจะมคามากทสด (saturation polarization, Psat) หากมการเพมสนามไฟฟามากไปกวาน จะไมมผลตอการเกดโพลาไรเซชน และเมอสนามไฟฟามคาลดลง โพลาไรเซชนจะไมยอนกลบไปตามเสนทางเดม ถงแมวาจะไมมการใหสนามไฟฟากตาม เนองจากยงคงมโพลาไรเซชนหลงเหลออย (remnant polarization, Pr) ทจด D และโพลาไรเซชนจะลดลงสศนยทจด F และเรยกสนามไฟฟานวา “สนามโคเออรชฟ (Coercive field, EC) หรอสนามไฟฟาลบลาง” ถาเราพยายามใหสนามไฟฟาในทศทางลบนสงขนไปอกโพลาไรเซชนจะอมตวทจด G จากนนโพลาไรเซชนจะคอยๆ ลดลง ทางขวาไปยงจด H และมคาเปนศนย และเมอมการใหสนามไฟฟาอกครง ในทศทางบวกโพลาไรเซชนจะกลบสศนยและครบรอบทจดอมตว B เปนไปในลกษณะนเรอยๆ ในขณะทวสดทเปนไพโรอเลกทรกไมแสดงพฤตกรรมเชนน

เฟรโรอเลกทรกกลมทมโครงสรางแบบเพอรอฟสไกต

r Prr d Pr 12102561 8

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

เซรามกเฟรโรอเลกทรก แบงตางโครงสรางของหนวยเซลลไดเปน 4 กลม ดงภาพท 2 ซงกลมทมความสำคญทสด คอกลมทมโครงสรางแบบเพอรอฟสไกต (perovskite, ABO3) ซงมสตรโครงสรางแบบ ABO3 และสามารถอธบายดวยโครงสรางลกบาศกอยางงาย โดยทวไปธาต A ไดแก Pb, Ca, Ba, Sr, Na, K เปนตน ซงจะเปนแคตไออน (cation) ทมขนาดไอออนใหญทสดและอยทมมทง 8 ของรปทรงลกบาศก (cubic) สวนธาต B อยทตำแหนงกงกลางของรปทรงออกตะฮดรล (octahedral) เปนแคตไอออนทมขนาดไอออนเลกทสด ไดแก Ti, Zr, Nb, Ta, W เปนตน และสดทายคอแอนไอออน (anions) ซงไดแก ออกซเจน โดยจะอยทกงกลางผวหนา (face center) ทง 6 ดานของรปลกบาศกดงภาพท 6 ตวอยางของสารในกลมนไดแก BaTiO3, SrTiO3, PbTiO3, LiTaO3, NaNbO3 และ KNbO3 เปนตน

ก. ข.ภาพท 6 แสดงโครงสรางแบบเพอรรอฟสไกด (ABO3)

ปรากฏการณไพอโซอเลกเทรกและอเลกโทรสตรกทฟเมอวสดอยภายใตอทธพลของสนามไฟฟา จะสงผลตอการเปลยนแปลงภายในวสดจนทำใหวสดจะ

เกดความเครยด (strain) ขน ซงเปนสดสวนโดยตรงกบสนามไฟฟากำลงสอง เราเรยกปรากฏการณนวา “ปรากฏการณ อเลกโทรสตรกทฟ” (electrostrictive effect) ในขณะทวสดบางชนดจะแสดงปรากฏการณในทางตรงกนขาม กลาวคอ มการเกดขนของขวไฟฟา (electrical polarization) เมอเกดความเครยดขนในวสดเนองจากความเคน (stress) ทใหเขาไป ปรากฏการณลกษณะเชนนเรยกวา “ปรากฏการณไพอโซอเลกทรก” (piezoelectric effects) แตอยางไรกตาม ถาการมขวไฟฟา (polarization) เปนสดสวนโดยตรงกบความเคนจะเรยกวา “ปรากฏการณไพอโซอเลกทรกโดยตรง (direct piezoelectric effects)” และในทางกลบกน ถาความเครยดเปนสดสวนโดยตรงกบสนามไฟฟาทให จะเรยกวา “ปรากฏการณไพอโซอเลกทรกโดยออม” (converse piezoelectric effects)”ปรากฏการณอเลกโทรสตรกทฟสามารถแสดงไดดวยความสมพนธ

(1)

โดยท เปนสมประสทธอเลกโทรสตรกทฟ เปนความเครยด และ คอสนามไฟฟาภายนอก นอกจากน เรายงสามารถแสดงปรากฏการณอเลกโทรสตรกทฟในเทอมของการจดการขจดไดอเลกทรก (dielectric displacement; D) ไดดงน

r Prr d Pr 12102561 9

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

(2)

เมอ Q เปนสมประสทธอเลกโทรสตรกทฟอกตวหนงในวสดผลกเชงเดยวทง 32 กลม (class) มอย 11 กลมทมสมมาตรศนยกลาง (center of

symmetry) ดงนนจงไมมขวไฟฟา (non-polar) ในขณะทอก 21 กลมมสมมาตรไมมศนยกลาง (non-centrosymmetric) โดยมอย 20 กลมทแสดงปรากฏการณไพอโซอเลกทรก และอก 1 กลมซงอยในระบบควบกมลกษณะทางสมมาตรทรวมกนแลวไมแสดงปรากฏการณไพอโซอเลกทรก

ในวสดผลกเชงซอน (polycrystalline materials) ซงถงแมแกนของผลกในแตละเกรนนนจดเรยงตวแบบสมกจะปรากฏอเลกโทรสตรกทฟ และถาแกนของผลกสามารถทจะเรยงตวไดเหมาะสมกจะทำใหเซรามกผลกเชงซอน (polycrystalline ceramics) มสมบตไพอโซอเลกทรกได กระบวนการทใชในการจดทศทางการมขวไฟฟาในเซรามกเฟรโรอเลกทรก บางครงกตองการการทำขว (poling) เพอจดรปแบบการเรยงตวของโดเมนใหม ดงนนอาจจะจดเรยงลำดบของการมระเบยบจากนอยไปมากเปนเซรามกเฟรโรอเลกทรกผลกเชงซอน (single-crystal ferroelectrics) และผลกเชงเดยวโดเมนเชงเดยว (single-domain single crystals) ตามลำดบ

8.2 สมมตฐานการวจย (ถาม)วสดทมคาสมประสทธเพยโซอเลกทรกสงและการออกแบบวงจร SAW ทมความถสมพนธกน จะสง

ผลตอความไว (sensitivity) และความจำเพาะเจาะจง (selectivity) ในการตรวจวดแกสอยางไร?

8.3 กรอบแนวคดในการวจย

ภาพท 7 กรอบแนวคดในการวจย

จากภาพท 7 แสดงกรอบแนวคดในการทำวจย โดยจะเรมตนจากการสงเคราะหและตรวจสอบคณลกษณะเฉพาะของวสดเพยโซอเลกทรกกลมทมโครงสรางแบบเพอรอฟสไกต (ซงผวจยมประสบการณในดานนสงและมตวอยางวสดพรอมทดสอบในเบองตน) จากนนจะทำการออกแบบวงจรรบและสงคลนทผว (surface acoustic wave circuit design) โดยจะทำการปรบคาตวแปรตางๆ เชน ความถและสนามไฟฟาใหมความเหมาะสมตอการนำไปประยกตใชงานเปนเซนเซอร เชน เซนเซอรแกส เซนเซอรทางกล หรอเซนเซอรทางไฟฟา เปนตน โดยมจดมงหมายทจะนำไปประยกตใชงานในภาคการเกษตรของจงหวดพะเยา เชน การเลยงโคขนดอกคำใต และการผลตอาหารหมกทมคณภาพสง เปนตน 9. ก�รทบทวนวรรณกรรม/ส�รสนเทศ (information) ทเกยวของ

r Prr d Pr 12102561 10

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

ก�รศกษ�และวจยท�งวสดในปจจบน นอกจ�กจะเปนก�รพฒน�วสดใหมคว�ม บรสทธสงแลว นกวจยยงใหคว�มสนใจตอพฒน�คณสมบตด�นต�งๆ ใหดยงขน ลดขอ

ดอยลง ซงจะสงผลถงก�รประยกตใชง�นทมประสทธภ�พและมคว�มหล�กหล�ยม�กขน นอกจ�กน คว�มเปนมตรกบสงแวดลอม นบว�เปนประเดนสำ�คญทนกวจยตระหนกถง ทง

ในแงของกระบวนก�รผลตและก�รใชง�นวสดต�งๆจากการคนควาและทบทวนเอกสารทางวชาการตางๆ พบวาวสดประกอบแบเรยมเซอรโคเนตไททาเนต

(Barium Zirconate Titanate; Ba(Zr,Ti)O3; BZT) เปนวสดเฟรโรอเลกทรก/เพยโซอเลกทรกทมโครงสรางแบบ เพอรรอฟสไกต สมบตทางไฟฟาของวสด BZT ขนอยกบการควบคมอตราสวนของ Zr และ Ti ซงวสดชนดนจะแสดงพฤตกรรมแบบเฟรโรอเลกทรกปกต เมอปรมาณของ Zr อยระหวาง 0 – 0.2 mol% และจะแสดงพฤตกรรมแบบ รแลกเซอรเฟรโรอเลกทรก เมอปรมาณของ Zr มากกวา 0.3 mol% นอกจากนยงมการเตมหรอเจอสารอนลงไปทงในตำแหนง A และตำแหนง B ของโครงสรางแบบเพอรอฟสไกต (ABO3) ซงทำใหมอณหภมในการเปลยนเฟสจาก เฟรโรอเลกทรกไปเปนพาราอเลกทรกเปลยนไปตามลกษณะของสมมาตรผลก และทนาสนใจกคอ เปนวสดทมทงสมบตเพยโซอเลกทรกทโดดเดน มคาสมประสทธเพยโซอเลกทรก (piezoelectric coefficient; d33) ทอณหภมหองประมาณ 236 pC/N จงมความเปนไปไดทจะประยกตใชวสดชนดนเพอเปนเพยโซอเลกทรกเซนเซอรหรอ แอกทวเอเทอรทางไฟฟาทอณหภมหองหรอทอณหภมสงได

การรทบทวนวรรณกรรมจากนกวจยทวโลกทำใหสามารถสรปประเดนสำคญไดพอสงเขปดงน9.1 กระบวนการสงเคราะหและการหาลกษณะเฉพาะกระบวนการสงเคราะหวสดประกอบในระบบ Ba(Zr,Ti)O3 มทงกระบวนทางฟสกส เชน solid-state

reaction และกระบวนการทางเคม เชน combustion, co-precipitation technique มรายละเอยดดงน Ciomaga และคณะ [4] ศกษาอทธพลของชองวางออกซเจน (oxygen vacancy) ตอสมบตไดอเลกทรกของ

เซรามก BaZr0.1Ti0.9O3 ทเกดจากการสงเคราะหแบบ solid-state reaction ซงแสดงพฤตกรรมแบบรแลกเซอรและมการเลอนของอณหภมครจาก 85 องศาเซลเซยส ไปเปน 170 องศาเซลเซยส ทความถ 1 Hz – 100 kHz โดยมผลเนองมาจากการขาดออกซเจนและการกระจายทไมสมำเสมอในวสดเซรามก แตเมอมการอบออนทอณหภม 1,000 องศาเซลเซยส เปนระยะเวลา 50 ชวโมง วสด BaZr0.1Ti0.9O3 กลบมาพฤตกรรมแบบเฟรโรอเลกทรกปกต คอ ไมมการเลอนของอณหภมคร ซงมคาสงสดท Tm = 90 องศาเซลเซยส

Nuzhnyy และคณะ [5] ศกษาการตอบสนองเชงไดอเลกทรกของวสดในระบบ BaZrO3-BaTiO3 (BZT) โดยท BaZrO3 บรสทธ จะไมแสดงพฤตกรรมเฟรโรอเลกทรก เนองจากมโครงสรางแบบควบก แตเมอผสมกบ BaTiO3 จะแสดงแสดงพฤตกรรมเฟรโรอเลกทรกมากขน เนองจากเมอเตม BaTiO3 เขาไปจะทำใหสมมาตรของผลกลดลง ทำใหเกดขวทางไฟฟาขนภายในเกรน และเมอพจารณาท BaZr0.4Ti0.6O3 วสดนจะแสดงพฤตกรรมแบบรแลกเซอรชดเจน ในขณะท BaZr0.2Ti0.8O3 กยงคงแสดงพฤตกรรมแบบปกตมากกวา จะหลงเหลอพฤตกรรมแบบรแลกเซอรเพยงเลกนอย ทเปนเชนนเพราะการเคลอนยายตำแหนงของ Ti4+ ในผลกนนเอง

Julphunthong และคณะ [6] ศกษากระบวนการเผาไหม ซงเปนกระบวนการใหมในการสงเคราะหสาร BaZr0.1Ti0.9O3 โดยจะใชยเรย (CH4N2O) เปนเชอเพลงเพอลดอณหภมในการเกดปฏกรยา พบวาอณหภมทใชในการเผาแคลไซนอยท 1,000 องศาเซลเซยส เปนเวลา 5 ชวโมง รปแบบของ XRD ทได พบวามการผสมกนระหวางเฟสควบกและเททระโกนล และมอณหภมครอยท 75 องศาเซลเซยส

Reddy และคณะ [7] ศกษากระบวนการสงเคราะห Ba(ZrxTi1-x)O3 เมอ x = 0.1, 0.2 และ 0.3 โดยใชเทคนค co-precipitation ซงทำใหไดอนภาคขนาดนาโนเมตร มขนาดของอนภาคเฉลยท 30 นาโนเมตร และเมอศกษาสมบตไดอเลกทรกและเฟรโรอเลกทรก พบวา ท x = 0.1 มคาสภาพยอมทางไฟฟาและคาโพลาไรตเซชนคงคางสงทสด

r Prr d Pr 12102561 11

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

9.2 การเจอดวยธาตการเจอดวยธาตหรอสารประกอบ เปนการเตมสารอนลงไปในสารหลกทตองการพจารณาในปรมาณไมเกน

10 mol% ซงมนกวจยบางกลมทำการศกษาพอทจะสรปไดดงนWeber และคณะ [8] ไดทำการศกษาผลของแมงกานสเจอในเซรามก Ba(ZrxTi1-x)O3 เมอ x = 0 – 0.18 พบ

วา เมอมการแทนท Zr ดวย Ti สงผลทำใหคาอณหภมของการเปลยนเฟสลดลง ซงมผลมาจากปรมาณความเขมขนของชองวางออกซเจน และยงพบวาปรมาณของ Zr และเงอนไขในการอบออนสงผลตออตราความลาในเซรามกน

Moura และคณะ [9] ไดทำการศกษาวานาเดยมในเซรามก Ba(Zr0.1Ti0.9)O3 โดยใชอณหภมในการเผาผนกท 1,350 เปนเวลา 4 ชวโมง พบวา วสดมโครงสรางผลกแบบเททระโกนล มคาสมประสทธไดอเลกทรก เทากบ 15,000 และมคาการสญเสยไดอเลกทรกทตำมาก นอกจากนยงมคาโพลาไรตเซชนคงคาง เทากบ 8 C/cm2 ทสนามไฟฟา 2 kV/cm เหมาะสำหรบการทำตวเกบประจหรอหนวยบนทกความจำ

9.3 การเตม/คอมโพสตการเตมหรอคอมโพสตดวยธาตหรอสารประกอบ ซงเปนการเตมสารอนลงไปในสารหลกทตองการพจารณา

ในปรมาณมากกวา 10 mol% มรายละเอยดพอทจะสรปไดดงนGao และคณะ [10] ไดทำการศกษาโครงสรางจลภาคและสมบตเพยโซอเลกทรกของเซรามกในระบบ

Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3 เมอ x = 0.4-0.6 พบวา สารทงสองระบบเมอนำมาผสมกนจะพบบรเวณรอยตอเฟสระหวางเฟสรอมโบฮดรลและเททระโกนลอยท x = 0.5 และมคาสมประสทธเพยโซอเลกทรก d33 = 600 pC/N นอกจากนยงทำการศกษาอณหภมของการเปลยนของทงสองเฟสอยท 25 องศาเซลเซยส

Guo และคณะ [11] ไดทำการศกษาและพบวาโครงสรางจลภาคเปนจดกำเนดของการตอบสนองของสมบตเพยโซอเลกทรกในระบบ 0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3 ซงไดทำการศกษาโดยใช in situ TEM และ first-principles calculations พบวา โครงสรางของผลกเกดการเปลยนแปลงจากเฟสผสมระหวางรอมโบฮดรลและเททระโกนลไปเปนออโธรอมบก จงทำใหคาโมดลสความยดหยนตำลง สงผลทำใหคาสมประสทธเพยโซอเลกทรกดขน

จากการสบคนเอกสารวชาการทเกยวของขางตน ทำใหผวจยมความมนใจวา จะสามารถสงเคราะหวสดประกอบในระบบ Ba(Zr,Ti)O3 ดวยการเจอธาตกลมแรเอรท ซงยงมนกวจยศกษาในจำนวนทไมมากนก โดยเฉพาะอยางยง ในประเดนความสมพนธระหวางความบกพรองในผลกและสมบตตางๆ ของวสด ซงผวจยเลงเหนประเดนในการศกษาวจยอกมาก ทงในประเดนของการสงเคราะห การหาลกษณะเฉพาะ และการนำไปประยกตใชงานเปน เพยโซอเลกทรกเซนเซอรและแอกทวเอเทอร ซงจะกอใหเกดประโยชนทงตอวงการวชาการและอตสาหกรรมตางๆ ในอนาคต

10. ระดบคว�มพรอมทมอยในปจจบน 101. ระดบคว�มพรอมท�งเทคโนโลย d (Tehnology Rea iness Level: TRL)

( สำ�หรบเป�หม�ยท 1 2, )TRL ณ ปจจบน ไมระบ

อธบาย .....................................................................................................................................................TRL เมองานวจยเสรจสน ไมระบ

อธบาย ......................................................................................................................................................

10.2 ระดบความพรอมทางสงคม (Societal Readiness Level: SRL) (สำหรบเปาหมายท 2)SRL ณ ปจจบน ไมระบ

อธบาย ......................................................................................................................................................

r Prr d Pr 12102561 12

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

SRL เมองานวจยเสรจสน ไมระบอธบาย .....................................................................................................................................................

11. ศกยภาพองคความรเทคโนโลยและนวตกรรมทจะพฒนา 11.1) ศกยภ�พท�งก�รตล�ดของเทคโนโลยและนวตกรรมทจะพฒน� สำ�หรบเป�หม�ยท 1 (ห�ก

ระบเปนตวเลขได โปรดระบ)11.1.1) ขนาดและแนวโนมของตลาด/โอกาสทางการตลาด

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

11.1.2) ลกษณะเฉพ�ะ/คว�มใหมของผลง�นวจยทแตกต�งจ�กทมในปจจบน

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 11.2) ผลกระทบของโครงการทมตอสงคม ในรปแบบของการกระจายรายได (Income distribution) และการแกไขปญหาของชมชน สำหรบเปาหมายท 2 11.2.1) ความตองการของชมชน/ปญหาของชมชน..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1122. . ) ผลกระทบทเกดจ�กง�นวจยในรปแบบของก�รลดผลกระทบท�งลบ

หรอขย�ยผลกระทบท�งบวก ( ห�กระบเปนตวเลขได โปรดระบ)..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................12. วธการดำเนนการวจย

โครงก�รวจยน จะทำ�ก�รศกษ�กระบวนก�รสงเคร�ะหวสดประกอบทไมมตะกวเปน องคประกอบในระบบ r,,,,,, 3 ดวยก�รเจอธ�ตกลมห�ย�ก หรอแรเอรท r,r, (

r,,, ) เชน ซเรยม (Ce) เออเบยม Er ( ) โฮลเมยม (Ho) แลนท�นม (La) สแกนเดยม (Sc) อตเทรยม (Y) เปนตน ใหมคว�มบรสทธ ซงยงมนกวจยศกษ�ในจำ�นวนทไมม�กนก รวมถง

ก�รศกษ�เงอนไขทใชในก�รสงเคร�ะห เชน อณหภมในก�รเผ� ระยะเวล�เผ� อตร�สวนก�ร เตมวสดทมเสถยรภ�พ ( เชน P BaFeO3, (Bi0.5K0.5)TiO3, bTiO3) และอตร�สวนก�ร

เจอดวยธ�ตกลมแรเอรท เปนตน โดยสงเคร�ะหดวยวธก�รผสมส�รละล�ยของแขงแบบ ง�ย ซงมตนทนในก�รสงเคร�ะหตำ� และวธก�รท�งเคม เชน วธก�รเผ�ไหม

(combustion) หรอโซเจล G (Sol el) เปนตน เพอใหไดวสดทมคว�มบรสทธสงและม ขน�ดอนภ�คระดบ น�โนเมตร และทำ�ก�รตวจสอบโครงสร�งผลกดวยเทคนค EM XRD, T

r Prr d Pr 12102561 13

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

และ r A r r A X- ay bso ption Spect oscopy; X S รวมทงก�รตรวจสอบโครงสร�งจลภ�ค โดยใช EM S และ ,EM ทำการประดษฐฟลม/เซรามกทม BZT เปนฐาน จากผงทเตรยมไดดวยวธการเผาซนเทอรแบบปกต โดยศกษา

เงอนไขตงตนของการเผาซนเทอร เชน อทธพลของอณหภม อตราการขนและลงของอณหภม และเวลาทใชในการเผาซนเทอรตอโครงสรางเฟส โครงสรางจลภาค สภาพตานทานไฟฟา สมบตไดอเลกทรก เฟรโรอเลกทรก และ เพยโซอเลกทรกของฟลม/เซรามก

ศกษาพฤตกรรมความบกพรองในผลกโดยใชแสงซนโครตรอนและการคำนวณเชงคอมพวเตอร รวมถงการใชเทคนคสมยใหมอนๆ

ออกแบบและพฒนาอปกรณเซนเซอรจากวสดเพยโซอเลกทรกรวมกบวงจร Surface Acoustic wave ทสามารถปรบคาตวแปรตาง ๆ เชน ความถ และสนามไฟฟา เปนตน ใหมความเหมาะสมกบการประยกตใชงาน

ผวจยมความคาดหวงวาจะสามารถสงเคราะหสารใหมความบรสทธสง มสมบตทางไฟฟาทด และมความเรว (sensitive) ในการตรวจจบการเปลยนแปลงตาง ๆ เพอประยกตใชเปนเซนเซอรและแอกทวเอเทอร ทมความเหมาะสมกบการประยกตใชในการเลยงโคขนดอกคำใตในลำดบถดไป

13. สถ�นททำ�ก�รวจย ใน

ประเทศ/ต�งประเทศ

ชอประเทศ/จงห

วด พนทททำ�

วจย ชอสถ�นท

ในประเทศ กรงเทพมหานคร หองปฏบตการ ในประเทศ กระบ ภาคสนาม ตางประเทศ สำนกงาน

14. ระยะเวล�ก�รวจย ระยะเวล�โครงก�ร 1 ป 0 เดอน วนทเรมตน 1 ตลาคม 2563 วนทสนสด 30 กนยายน 2564

แผนก�รดำ�เนนง�นวจย ( ปทเรมตน สนสด– )

ป(งบประม�

ณ) กจกรรม

ต.ค.

พ.ย.

ธ.ค.

ม.ค.

ก.พ.

ม.ค.

เม.ย.

พ.ค.

ม.ย.

ก.ค.

ส.ค.

ก.ย.

รอยละ

ของกจกรรมในปง

บประม�ณ

2564 1.จดเตรยมวสดตงตนและทำการสงเคราะหสาร x x x 10

r Prr d Pr 12102561 14

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

ป(งบประม�

ณ) กจกรรม

ต.ค.

พ.ย.

ธ.ค.

ม.ค.

ก.พ.

ม.ค.

เม.ย.

พ.ค.

ม.ย.

ก.ค.

ส.ค.

ก.ย.

รอยละ

ของกจกรรมในปง

บประม�ณ

เซรามกทม BZT เปนฐาน ทเตรยมดวยวธการทางเคมและการผสมสารละลายของแขงแบบงาย พรอมกบการหาเงอนไขทเหมาะสมในการเตรยมผงทมคณภาพสง

2564 2.ศกษาอทธพลของปจจยหลกในกระบวนการสงเคราะหทมตอพฤตกรรมการกอเกดเฟสและโครงสรางจลภาคของวสดทสงเคราะหได

x x x 10

2564 3.วเคราะหผลและเขยนรายงานความกาวหนา x x 102564 4.ทำการประดษฐฟลมหรอเซรามกทม BZT

เปนฐาน ดวยวธการเผาซนเทอรแบบปกต โดยศกษาเงอนไขตงตนของการเผาซนเทอร เชน อทธพลของอณหภม อตราการขนและลงของอณหภม และเวลาทใชในการเผาซนเทอร

x x x 10

2564 5.ศกษาอทธพลของปจจยหลกในกระบวนการเผาซนเทอรทมตอพฤตกรรมการกอเกดเฟส โครงสรางจลภาค สภาพตานทานไฟฟา สมบตไดอเลกทรก เฟรโรอเลกทรก และเพยโซอเลกทรก ของเซรามก

x x x 10

2564 6.ออกแบบและพฒนาอปกรณเซนเซอรจากวสดเพยโซอเลกทรกรวมกบวงจร Surface Acoustic wave ทสามารถปรบคาตวแปรตาง ๆ เชน ความถ และสนามไฟฟา เปนตน

x x x x 20

2564 7.พฒนาและทดสอบประสทธภาพของเซนเซอร x x x 152564 8.วเคราะหผล เตรยมตนฉบบเพอสงตพมพเผย

แพรและเขยนรายงานฉบบสมบรณx x 15

รวม 100

r Prr d Pr 12102561 15

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

15. งบประม�ณของโครงก�รวจย15.1 แสดงรายละเอยดประมาณการงบประมาณตลอดโครงการ (กรณของบประมาณเปนโครงการตอเนอง

ระยะเวลาดำเนนการวจยมากกวา 1 ป ใหแสดงงบประมาณตลอดแผนการดำเนนงาน) ปทดำ�เนนก�ร ปงบประม�ณ งบประม�ณทเสนอขอ

ปท 1 ปท12564 800,000ปท 2 ปท12565 600,000ปท 3 ปท12566 500,000รวม 3 1,900,000

152. แสดงร�ยละเอยดประม�ณก�รงบประม�ณปทเสนอขอ ประเภทงบประม�ณ ร�ยละเอยด งบประม�ณ

(บ�ท)งบบคลากร คาจางผชวยนกวจย คณวฒปรญญาตร

จำนวน 1 คน 9 เดอน (1X15,000X9= 135,000)

135,000

งบดำเนนการ : คาตอบแทน คาตอบแทนนกวจย 1 ทานๆ ละไมเกน 10% 70,000งบดำเนนการ : คาตอบแทน คาตอบแทนวทยากร จำนวน 2 ทานๆ ละ 3

ชวโมงๆ ละ 1,500 บาท จำนวน 2 ครง18,000

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาจางเหมาการจดประชมทมวจย เตรยมแผนงาน ตดตามงาน และสรปผลการดำเนนงาน จำนวน 5 ครงๆ 5,000 บาท

25,000

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาวเคราะหคณสมบตของวสดดวยเครองมอขนสง เชน XRD, TEM และอน ๆ จำนวน บาท

70,000

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาจางเหมาจดประชมฝกอบรมพฒนา (อาหาร/เครองดม) จำนวน 2 ครงๆ ละ 50 คนๆ 120 บาท

12,000

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาจางเหมาจดทำสอดจทลและแอพพลเคชนเพอการเรยนรดวยตนเอง

50,000

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาจดทำบทความวจยเพอตพมพในวารสารวชาการระดบชาตและนานาชาต จำนวน 1 บทความ

15,000

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาลงทะเบยน/จดทำบทความวจย/ทพก/คาเดนทางในการนำเสนอผลงานวชาการระดบชาต/นานาชาต 2 ครงๆ 30,000 บาท

60,000

r Prr d Pr 12102561 16

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

ประเภทงบประม�ณ ร�ยละเอยด งบประม�ณ (บ�ท)

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาวสดสารเคม เชน Bi2O3, BaCO3, K2CO3, TiO2, ZrO2, Er2O3, Ho2O3, Y2O3, Sc2O3, Ethanol, Acetone เปนตน

180,000

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาวสดอเลกทรอกนกสและไฟฟา 100,000งบดำเนนการ : คาใชสอย คาวสดสนเปลอง เชน เบาเผาสาร กระดาษ

ทำความสะอาด ถงมอยาง หนากากปองกนฝน เปนตน

40,000

งบดำเนนการ : คาใชสอย คาวสดสำนกงาน 5,000งบดำเนนการ : คาใชสอย คาเอกสาร/หนงสอประกอบการอบรมและทำ

วจย20,000

งบดำเนนการ : คาสาธารณปโภค คาบรหารโครงการ/คานำ/คาไฟ 5% -รวม 800,000

153. เหตผลคว�มจำ�เปนในก�รจดซอครภณฑ (พรอมแนบร�ยละเอยดครภณฑทจะจดซอ)

ชอครภณฑ

ครภณฑทขอสนบสนนลกษณะก�รใชง�นและคว�มจำ�เปน

ก�รใชประโยชน

ของครภณฑน

เมอโครงก�ร

สนสด

สถ�นภ�พครภณฑใกล

เคยงทใช ณ ปจจบน (ถ�

ม)

สถ�นภ�พ ก�รใชง�น ณ

ปจจบน

ไมมครภณฑน 0ไมมครภณฑน 0

16. ผลผลต ผลลพธ และผลกระทบจากงานวจย (Output/Outcome/Impact)

r Prr d Pr 12102561 17

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

ผลงานทคาดวาจะไดรบ

ร�ยละเอยดของผลผลต

จำ�นวนนบหนวย

นบ

ผลลพธทค�ดว�จะไดรบ

ผลกระทบทค�ดว�จะได

รบป2563

ป2564

ป2565

ป2566

ป2567

รวม

1. ตนแบบผลตภณฑ – ระดบอตสาหกรรม

1 1 1 ตนแบบ 1อปกรณตนแบบตรวจวดแกส

การใชประโยชนกบกลมผเลยงโคขนดอกคำใต

13. องคความรใหม

1 1 1 เรอง 1ผลงานตพมพในวารสารระดบนานาชาต

ผลตนสตระดบปรญญาตรและบณฑตศกษา

17. สถ�นทใชประโยชน ใน

ประเทศ/ต�งประเทศ

ชอประเทศ/จงห

วด ชอสถ�นท

ในประเทศ พะเยา กลมผเลยงโคขนดอกคำใต ในประเทศ พะเยา นสตระดบปรญญาตรและบณฑตศกษา มหาวทยาลยพะเยา ตางประเทศ

18. แผนก�รถ�ยทอดเทคโนโลยหรอผลก�รวจยสกลมเป�หม�ย (ถ�ม) ง�นวจยนมแผนก�รถ�ยทอดเทคโนโลยและผลก�รวจยสกลมเป�หม�ย 2 ระดบ ไดแก

1) การเผยแพรองคความรเชงวชาการ/วจย ในวารสารวชาการระดบชาต/นานาชาต จำนวน 1 บทความ และ

2) การถายทอดและเผยแพรสกลมเปาหมาย

19. ก�รตรวจสอบทรพยสนท�งปญญ�หรอสทธบตรทเกยวของ ไมมก�รตรวจสอบทรพยสนท�งปญญ� และ/ หรอ สทธบตรท

เกยวของ ตรวจสอบทรพยสนท�งปญญ�แลว ไมมทรพยสนท�งปญญ�

และ/ หรอ สทธบตรทเกยวของ ตรวจสอบทรพยสนท�งปญญ�แลว มทรพยสนท�งปญญ� และ/ หรอ

สทธบตรทเกยวของ ร�ยละเอยดทรพยสนท�งปญญ�ทเกยวของ

หม�ยเลขทรพยสน

ท�งปญญ�

ประเภททรพยสน

ทางปญญา

ชอทรพยสนท�งปญญ� ชอผประดษฐ ชอผครอบ

ครองสทธ

r Prr d Pr 12102561 18

โครงการวจย/ชดโครงการวจย

20. ม�ตรฐ�นก�รวจย (ถ�ม) มก�รใชสตวทดลอง

มก�รวจยในมนษย มก�รวจยทเกยวของกบง�นด�นเทคโนโลยชวภ�พสมยใหม มก�รใชหองปฎบตก�รทเกยวกบส�รเคม

21. หนวยง�นรวมลงทน รวมวจย รบจ�งวจย หรอ M datching Fun

ประเภท ชอหนวยง�น/บรษท

แนวท�งรวมดำ�เนนก�ร

ก�รรวมลงทน

จำ�นวนเงน

(In cash (บาท))

ภาคการศกษา (มหาวทยาลย/สถาบนวจย)

1 ไมระบ 0

ภาคอตสาหกรรม (รฐวสาหกจ/บรษทเอกชน)

1 ไมระบ 0

*กรณมการลงทนรวมกบภาคเอกชน ใหจดทำหนงสอแสดงเจตนาการรวมทนวจยพฒนาประกอบการเสนอขอ

22. ลงล�ยมอชอ หวหน�โครงก�รวจย/ ชดโครงก�รวจย พรอมวน เดอน ป

ลงชอ................................................. ( ผศ.ดร.อนรกษ ประสาทเขตรการ ) หวหนาโครงการวจย/ชดโครงการวจย วนท 13 เดอน กนยายน พ.ศ. 2562

r Prr d Pr 12102561 19