นักวิทย์ฯรุ่นใหม่ปี 55 เผย“แสงซินโครตรอน”เป็นเทคโนโลยีทางวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์ขั้นแนวหน้า ชี้หากไทยมีการพัฒนาจะเป็นหนทางในการขับเคลื่อนงานวิจัยของประเทศด้านต่างๆรวมถึงการยกระดับภาคเกษตร ไอที และ ช่วยสร้างองค์ความรู้สู้นานาชาติได้ในอนาคต
ความหวังที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่จะมีลูกเล่นแพรวพราวเริ่มมีให้เห็นมากขึ้นเรื่อยๆ จากการพัฒนาอย่างไม่หยุดยั้งภายใต้มันสมองของนักวิจัยที่ต้องการให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ในโลกดิจิทัล
ดร.วรวัฒน์ มีวาสนา อาจารย์ประจำสาขาวิชาฟิสิกส์ สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี เจ้าของรางวัล “นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ ประจำปี 2555” จากมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์ กล่าวถึงการนำแสงซินโครตรอนมาประยุกต์ใช้ในงานวิจัยทางอิเล็กทรอนิกส์ว่า แสงซินโครตรอนสามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย เนื่องจากเป็นแสงที่มีความเข้มสูงได้เป็นหมื่นเท่าถ้าเทียบกับดวงอาทิตย์ มีประโยชน์อย่างมากต่องานวิจัยทั้งเรื่องการดูโครงสร้างทางอะตอมและคุณลักษณะ ช่วยแยกแยะความแตกต่างและประสิทธิภาพชิ้นงาน
“ในงานวิจัยนี้แสงซินโครตรอนสามารถใช้สร้างชั้นอิเล็กตรอนสองมิติในผลึกสนิมโลหะได้ ซึ่งให้คุณสมบัติที่หลากหลายกว่าสารกึ่งตัวนำที่ใช้ในปัจจุบันอย่างซิลิกอน โดยชั้นอิเล็กตรอนสองมิตินี้มีสมบัติอย่างการเป็นตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวดซึ่งหมายความว่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะไม่มีการสูญเสียกำลังเลย และยังมีสมบัติที่ค่าความต้านทานเปลี่ยนไปเมื่อมีสนามแม่เหล็ก เป็นต้น จึงเป็นความหวังใหม่ของนักวิทยาศาสตร์ที่จะนำสมบัติพิเศษต่างๆนี้มาพัฒนาเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยุคใหม่”
แสงซินโครตรอน เป็นแสงที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากอิเล็กตรอนที่เลี้ยวโค้งด้วยความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง 300 ล้านเมตรต่อวินาที หรือประมาณ1,000 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยมีค่าพลังงานต่อเนื่อง ครอบคลุมพลังงานวงกว้างตั้งแต่ช่วงของรังสีอินฟราเรดจนถึงรังสีเอ็กซ์ สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย โดยเฉพาะด้านฟิสิกส์ของสารควบแน่นและวัสดุศาสตร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ เช่น สภาพนำไฟฟ้ายวดยิ่งของสารประกอบออกไซด์ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เกิดขึ้นกับวัสดุบางชนิด ณ จุดที่มีอุณหภูมิที่ต่ำมาก หมายถึงเมื่อมีอุณหภูมิลดลงถึงค่าๆ หนึ่งหรือต่ำกว่าความต้านทานของวัสดุนั้นจะลดลงเกือบเป็นศูนย์ และ สถานะทางควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งก่อให้เกิดองค์ความรู้ในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ๆ ที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้นและหลากหลายกว่าเดิม
ดร.วรวัฒน์ กล่าวต่อว่า งานวิจัยที่ทำอยู่ในขณะนี้จะเน้นเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เทคนิคแสงซินโครตรอนเพื่อพัฒนางานวิจัยเชิงทดลองขั้นแนวหน้า โดยงานวิจัยในปัจจุบันและที่ผ่านมาเป็นเรื่องเกี่ยวกับฟิสิกส์ของสารควบแน่นและวัสดุศาสตร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่ สมบัติของชั้นอิเล็กตรอนระดับนาโน
บนผิวออกไซด์ของโลหะทรานซิชัน สมบัติเฉพาะของวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน โดยเฉพาะ กราฟีนและสารประกอบ Diamondoid สภาพนำไฟฟ้ายวดยิ่งอุณหภูมิวิกฤตสูงในสารประกอบคอปเปอร์ออกไซด์ ทั้งนี้ ประโยชน์จากงานวิจัยคือความรู้ที่จะช่วยพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ๆ ที่มีความสามารถที่ดีและหลากหลายกว่าการใช้สารกึ่งตัวนำแบบดั้งเดิม รวมถึงการพัฒนาอุปกรณ์สร้างพลังงานทดแทนที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งนอกจากแสงซินโครตรอนจะถูกนำมาใช้ประโยชน์ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์แล้ว แสงซินโครตรอนยังถูกนำมาประยุกต์ใช้กับงานวิจัยด้านอื่นๆ เช่น การเกษตร การแพทย์ งานด้านสิ่งแวดล้อม งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในสาขาฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา เภสัชวิทยา และโบราณคดี ด้วยเช่นกัน
“แสงซินโครตรอนสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานวิจัยได้หลากหลาย ซึ่งขึ้นอยู่กับนโยบายประเทศว่าจะนำไปใช้ในด้านไหน ในส่วนงานวิจัยด้านเกษตรก็สามารถทำได้ เช่น นำไปวิเคราะห์ความอร่อยของปุ๋ยที่พืชกินเป็นอาหาร หากพืชได้กินอาหารที่อร่อยจะทำให้เจริญเติบโตงอกงามยิ่งขึ้นเพิ่มผลผลิตให้แก่เกษตรกร ซึ่งหากนำแสงซินโครตรอนมาใช้ในการตรวจสอบปุ๋ยจะสามารถลดเวลาและลดขั้นตอนได้มาก จากที่เคยใช้เวลานานนับเดือนในการหาโครงสร้างของสารประกอบต่างๆที่มีอยู่ปุ๋ยอาจใช้เวลาเหลือเพียงแค่ 10 นาที ก็สามารถตรวจสอบได้ว่าปุ๋ยที่ใช้เหมาะสมกับพืชมากน้อยแค่ไหน นั่นคือประโยชน์ของแสงซินโครตรอนที่เราสามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้ในกลุ่มงานต่างๆเหมือนเป็นเครื่องเร่งที่ดีในการทำวิจัยที่มีประสิทธิภาพขั้นสูงมากขึ้น”
อย่างไรก็ตาม ดร.วรวัฒน์ ยอมรับว่า องค์ความรู้ในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ๆ ให้มีคุณสมบัติที่ดีและหลากหลายกว่าเดิมจะเกิดขึ้นไม่ได้ หากปราศจากความร่วมมือระหว่างนักวิจัยด้วยกันโดยเฉพาะในระดับประเทศที่จะต้องร่วมมือกันในทางวิชาการเพื่อเป็นกลไกในการทบทวน ติดตามผลการดำเนินงาน และจัดทำแผนงานความร่วมมือในอนาคต จะทำให้กรอบการพัฒนาศักยภาพด้านแสงซินโครตรอนในประเทศไทยได้ผลในวงกว้างมากยิ่งขึ้น
ความหวังที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่จะมีลูกเล่นแพรวพราวเริ่มมีให้เห็นมากขึ้นเรื่อยๆ จากการพัฒนาอย่างไม่หยุดยั้งภายใต้มันสมองของนักวิจัยที่ต้องการให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ในโลกดิจิทัล
ดร.วรวัฒน์ มีวาสนา อาจารย์ประจำสาขาวิชาฟิสิกส์ สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี เจ้าของรางวัล “นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ ประจำปี 2555” จากมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์ กล่าวถึงการนำแสงซินโครตรอนมาประยุกต์ใช้ในงานวิจัยทางอิเล็กทรอนิกส์ว่า แสงซินโครตรอนสามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย เนื่องจากเป็นแสงที่มีความเข้มสูงได้เป็นหมื่นเท่าถ้าเทียบกับดวงอาทิตย์ มีประโยชน์อย่างมากต่องานวิจัยทั้งเรื่องการดูโครงสร้างทางอะตอมและคุณลักษณะ ช่วยแยกแยะความแตกต่างและประสิทธิภาพชิ้นงาน
Credit : ENN.co.th
