Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-METAk. rok: 2015/2016
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
Profil
Studijní obor doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech mikroelektroniky a elektrotechnologie, zejména pak v teorii, návrhu a testování integrovaných obvodů a systémů, v polovodičových prvcich a strukturách, v inteligentních senzorech, v optoelektronice, v elektrotechnických materiálech a výrobních procesech a ve zdrojích elektrické energie. Cílem je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti, dát jím též potřebné speciální vědomosti i praktické dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.
Klíčové výsledky učení
Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie. Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie. Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů elektrických systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní a měřicí techniku.
Profesní profil absolventů s příklady
Absolvent doktorského studia umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie. Absolvent má obecné znalosti oboru na vysoké teoretické úrovni a jeho speciální znalosti jsou koncentrovány na úzkou oblast, ve které vypracoval svou disertační práci. Vzhledem k šíři teoretického vzdělání je absolvent schopen se přizpůsobit požadavkům praxe v základním i aplikovaném výzkumu a absolventi doktorského studia jsou vyhledáváni jako specialisté ve všech oblastech mikroelektroniky a elektrotechnologie. Jsou schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci i jako řídicí pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických výrobních firmách a u uživatelů elektrických systémů a zařízení, přičemž všude budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní technologii.
Garant
prof. Ing. Vladislav Musil, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Cílem práce je studium a analýza možností využití simulací pro optimalizaci návrhu mikroelektronických pouzder a sestav. Předpokládá se využití software ANSYS, případně dalších pro konkrétní aplikace s využitím moderních pouzder a a způsobů pouzdření (BGA, QFN, CSP, MCM, WLP, SOP atd.)
Školitel: Szendiuch Ivan, doc. Ing., CSc.
Newly designed detector of photons in high pressure conditions wil be realised and tested.
Školitel: Neděla Vilém, doc. Ing. et Ing., Ph.D., DSc.
Distribuce hodinového signálu ve vícedimenzionální paměťové struktuře s ohledem na minimalni zpoždění
Školitel: Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Cílem práce je hledání nových materiálů s dobrými teplotními vlastnostmi jako je vysoký teplotní součinitel odporu (TCR) nebo využívající jiných jevů jako pyroelektrický nebo termoelektrický pro zvýšení citlivosti na adsorbované infračervené vlnové délky. Materiály budou vytvořeny jako tenké vrstvy pomocí PVD nebo CVD technik. Materiál bude aplikován na míru vytvořených membránách pomocí MEMS technologie na VUT v Brně a vyhodnoceny. Specifické materiály, jako je nitrid hliníku, mohou být poskytnuty prof. Ulrichem Schmidem z TU Vídeň v rámci spolupráce.
Školitel: Hubálek Jaromír, prof. Ing., Ph.D.
Návrh a aplikace inteligentní mikrosystémů v oblasti internetu věcí
Teoretické studium jevů, které způsobují poruchovost pájeného spoje v elektronice (při termomechanickém namáhání). Měření a simulace (ANSYS) spolehlivosti konkrétních pájených spojů. Stanovení metodiky vyhodnocení a určení spolehlivosti, určení únavových koeficientů. Disertabilní jádro: Originální metodika výpočtu spolehlivosti a stanovení únavových koeficientů pro konkrétní aplikaci
Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.
Práce se soustředí na studium hybridních struktur LTCC keramiky s optickými prvky pro ovládání záření a senzoriku. Jádrem je vyhodnocení možností realizace aktívních ohybových a deformačních LTCC struktur s piezovrstvami pro optické přepínací, modulační a rezonanční prvky a pasívních ohybových a deformačních LTCC struktur s pružinami a membránami pro optické snímání.
Školitel: Urban František, doc. Ing., CSc.
Práce je zaměřena na studium fotoaktivních vlastností keramických materiálů a jejich schopnost dodávat elektrickou energii v závislosti na prostřečí roztoků, ve kterých jsou tyto systémy ponořeny. Tento výzkum bude sloužit k optimalizaci jak nově vytvářených keramických materiálů, tak pracovních roztoků, vhodných k fotokatylitické konverzi.
Školitel: Novák Vítězslav, doc. Ing., Ph.D.
Cíl práce je zaměřen na vývoj na křemíku integrovaného superkondenzátoru na bázi nových materiálů pro elektrody a elektrolytů. Studie se bude skládat z nových principů skladování energie, které umožňují rychlejší nabíjení. Vlastnosti těchto materiálů budou charakterizovány. Budou vyvinuty, a vyhodnoceny postupy výroby superkondenzátoru na čipu pomocí MEMS technologií. Postup bude diskutován s prof. Ulrichem Schmidem z TU Vídeň.
U olověných akumulátorů dosahujeme pouze malého využití aktivních hmot, které se pohybuje kolem 40%. Možným způsobem překonání tohoto omezení je přechod z mikro na nanorozměrné velikosti částic aktivních hmot (zejména PbO2), díky čemuž by mělo dojít ke vzrůstu aktivního povrchu s výsledkem vyšší výtěžnosti. Úkolem výzkumu bude zvládnutí přípravy aktivních hmot nanostrukturních velikostí a ověření výše zmíněné hypotézy.
Školitel: Bača Petr, doc. Ing., Ph.D.
Výzkum polymerních nanovlákenných systémů pro využití v nové generaci elektrodových hmot. Nalezení vhodných kombinací spolu s kapalnými elektrolyty včetně iontových kapalin
Školitel: Vondrák Jiří, prof. Ing., DrSc.
Nekonvenční polovodičové struktury pro nízkonapěťové integrované obvody. Teoretický návrh, simulace a experimentální ověření analogových integrovaných obvodů s nízkým napájecím napětím a nízkým příkonem.
Školitel: Musil Vladislav, prof. Ing., CSc.
Nové kapalné elektolyty na bázi iontových kapalin. Výzkum jejich vodivosti a potenciálového okna kapalin čistých, s přídavkem soli a rozpouštědla. Ověření použitelnosti pro elektrochemické zdroje proudu.
Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.
Vývoj a ověření nových gelových polymerních elektrolytů na bázi methakrylátů obsahující aprotická rozpouštědla a soli Li anebo Na. Budou ověřeny vhodné postupy přípravy těchto látek a určeny jejich základní elektrochemické vlastnosti jako vodivost, potenciálové okno na inertních elektrodách a rychlost průběhu vybraných procesů. Součástí bude i zavádění dalších komponent majících za účel zvýšení užitných vlastností zkoumaných materiálů-
Využití nových obvodových principů pro návrh analogových obvodů s nízkým příkonem a napájecím napětím. Obvody budou sloužit především v oblasti biomedicíny. Teoretický návrh a experimentální ověření analogových obvodů s nízkým napájecím napětím a nízkým příkonem za použití programu Cadence a technologie Amis 0.35 um.
Školitel: Khateb Fabian, prof. Ing. et Ing., Ph.D. et Ph.D.
Práce je zaměřena na studium jevu povrchové plasmonové rezonance (SPR) pro zvýšení absorpce infračervených (IR) vlnových délek. Práce bude zaměřena na modelování a simulaci absorpční účinnosti několika nanostruktur s cílem absorbovat široké spektrum infračervených vlnových délek. Nejlepší výsledky simulace budou ověřeny na vzorcích vyrobených pomocí technologie MEMS a metod nanostrukturování (e-litografie nebo FIB). Technologie bude diskutována s prof. Ulrichem Schmidem z TU Vídeň.
V praxi se používají kyselé palivové články pouze typu PEM, hlavní nevýhodou je vysoká korozivita většiny kovů. Nosným tématem bude výzkum možností použití olova v palivových článcích s kyselým elektrolytem.
Pochopení mechanismů v pájecí pastě, které ovlivňují její chování. Experimenty s použitím různých nanočástic, jako přísada do pájecí pasty. Sledování požadovaných vlastností v pájecí pastě, jako stabilita, smáčitelnost, spolehlivost a hlavně změna teploty přetavení. Disertabilní jádro: Výsledkem by mělo být stanovení přísady, případně technologického postupu, které výrazně ovlivní vlastnosti pájecí pasty.
Pomocí volatilních organických látek (VOCs) je možné přesně diagnostikovat různá (nejen) plicní onemocnění. VOCs jsou skupinou uhlíkatých látek, které jsou těkavé při pokojové teplotě. Zdroje vydechovaných VOCs mohou být jak exogenní, tedy vliv polutantů z životního prostředí, tak endogenní, čili tvořené v těle během fyziologických a apatofyziologických procesů. I když byly publikovány provní slibné studie, zbývá vyřešit mnoho problémů, zejména standarizace a validace různých technik, než může být VOCs detekce aplikována do klinické praxe. VOCs analýza je velmi komplexní a je potřeba zohlednit mnoho aspektů. Cílem práce je studium a příprava citlivých materiálů pro detekci komlexní směsi exhalovaných VOCs, tedy "otisku dechu" specifického pro nemoc.
Školitel: Drbohlavová Jana, doc. Ing., Ph.D.
Syntéza a charakterizace vlastností pokročilích katodových materiálů pro lithno-iontové články založených na sloučeninách lithia a přechodových kovů. Studium bude zaměřeno na optimalizaci jejich vlastností, hledání vhodných dopantů a studium vhodných elektrolytů.
Práce je zaměřena na studium fotoaktivních vlastností keramických materiálů s využitím metod impedanční a fotoimpedanční spektroskopie. Tyto metody umožňuji detailní popis pracovních mechanismů a následnou optimalizaci složení zkoumaných materiálů.
Práce je zaměřena na studium nabíjení a vybíjení roztoků obsahujících soli redoxních systémů, které se mohou opakovaně nabíjet a vybíjet. Prvotní výzkum se bude věnovat roztokům sloučenin vanadu a bude možné jej rozšířit na další systémy. Cílem měření bude porozumění vazby experimentálních podmínek na účinnost a trvanlivost navržených systémů. Metody měření budou spočívat ve všech moderních přístrojových technikách elektrochemie a materiálových věd.
Práce je zaměřena na tři oblasti. Studium mechanizmu vzniku pájeného spoje při přetavení a definice základních faktorů se zaměřením na nanášené množství pájecí pasty. Optimalizace množství pájecí pasty pro malé rozměry a její vliv na tvar pájeného spoje. Vliv ochranné atmosféry na tvorbu velmi malých spojů. Přitom jsou sledovány difuze, smáčivost, tvorba intermetalických slitin a pod.
Tištěná elektronika se velmi rychle rozvíjí a zasahuje do všech oblastí použití elektroniky, protože umožňuje vyrábět elektronická zařízení netradičním způsobem, ve velkém objemu a obvykle s velmi nízkými náklady. Je založena na použití nových, především organických, materiálů a nových nebo adaptovaných metodách tisku. V současné době jsou již dobře rozpracované metody hromadné výroby a vývoj se zaměřuje na návrh zařízení. Další rozšíření aplikačních možností se očekává po zavedení metod 3D tisku.
Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.
Rozvoj teorie mem-systémů se zaměřením na memristory s cílem nalezení takových vazeb mezi matematickými modely a chováním systémů jak v časové, tak i frekvenční doméně, které jsou důležité pro účinný návrh nových aplikačních obvodů.
Školitel: Biolek Dalibor, prof. Ing., CSc.
Cílem práce je studovat efektívní metody a způsoby vyvázání optické energie z jádra vláknového vlnovodu do povrchových plazmonů a z nich zpět do jádra opvláknového vlnovodu. Předpokládá se vyhodnocení možností vazby nakloněnými vláknovými Braggovými mřížkami a vazby geometrickými mikrostrukturami obrobenými v plášti vlákna. Očekává se realizace optovláknových struktur s povrchovými kovovými vrstvami umožňující širokospektrální a obousměrnou vazbu mezi jádrovými vidy a povrchovými plazmony a jejich použití pro návrh struktur chemických optovláknových senzorů s povrchovými plazmony.
Téma doktorské práce je zaměřeno na definici, vytváření a ověřování modelů intermetalických vrstev v bezolovnatých pájených spojích. Cílem práce je definice konstant a vstupních dat pro simulaci, vytvoření modelu spoje zahrnujícího elektrické, tepelné i mechanické jevy a porovnání jeho vlastností (pevnost, pnutí ...) s vybraným typem reálného bezolovnatého spoje. Pro modelování a simulace bude použit program ANSYS.
Školitel: Adámek Martin, Ing., Ph.D.
Vliv prostředí na degradaci solárních článků se zaměřením na jev šnečích cestiček.
Školitel: Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Systém zbytkových tříd (RNS) je neváhová číselná soustava, jež umožňuje provádět paralelizovatelné, vysokorychlostní, bezpečné a proti chybám odolné aritmetické operace, které jsou zpracovávány bez přenosu mezi řády. Tyto vlastnosti jej činí značně perspektivním pro použití v DSP aplikacích náročných na výpočetní výkon a odolných proti chybám.
Výzkum, vývoj a návrh nových mikroelektronických obvodů pro optické vláknové senzory. Výzkum možností snímání fyzikálních veličin novými optickými principy a způsobů vyhodnocování senzorických signálů. Využití vlastních mikroelektronických obvodů pro řízení optoelektronických soustav a zpracování optických signálů.
Školitel: Kadlec Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.
Podrobně prostudujte možnosti 3D tisku nanpovrchů pro senzorické aplikace. Navrhněte metodiku 3D tisku různých tvarů nanopovrchů pro senzory tlaku, zrealizujte potřebné zařízení a vyrobte sadu senzorů tlaku. Proveďte nutná měření na vyrobených senzorech tlaku a porovnejte výsledky vzhledem k omožným aplikačním oblastem.
Školitel: Háze Jiří, doc. Ing., Ph.D.