Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-METAk. rok: 2010/2011
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
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
Pro přípravu biosenzorů může být využito organických tranzistorů. Základem nového biosenzoru bude potenciometrický ISFET (Ion Selective FET). Hradlo tohoto tranzistoru bude přizpůsobeno detekci enzymů a nukleových kyselin, což umožní provádět potenciometrická měření biologických preparátů.
Školitel: Hubálek Jaromír, prof. Ing., Ph.D.
Vývoj a výzkum nových diagnostických metod.
Školitel: Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Distribuce hodinového signálu ve vícedimenzionální paměťové struktuře s ohledem na minimalni zpoždění.
Školitel: Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Elektrochemické nanášení křemíku pro elektrody lithno-iontových akumulátorů a další aplikace, vlastnosti takto připraveného křemíku
Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.
Téma se zabývá elektrochemickou detekcí látek v roztocích, jakožto levnější, rychlejší a flexibilnější alternativou k drahým laboratorním technikám. Cílem práce je návrh elektrochemického voltametrického senzoru/biosenzoru, jeho konstrukce a následné ověření při detekci elektrochemických standardů a v reálných bioaplikacích.
Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.
Gelové polymerní elektrolyty na bázi MMA a silylu se sodnými ionty, měření jejich pohyblivosti pomocí NMR
Jednou z nejdůležitějších operací při výrobě solárních článků je způsob jejich kontaktování, který zajišťuje vodivé propojení povrchů jednotlivých solárních článků. Způsob kontaktování nesmí zmenšovat účinnost solárních článků, ale musí zároveň zajistit nízké výrobní náklady. Cílem práce je navrhnout a otestovat systém zadních kontaktů pro krystalické křemíkové fotovoltaické články.
V době kdy lidstvo ohrožují různé epidemie a pandemie nemocí nebo i biologické teroristické útoky je důležitá včasná a rychlá detekce různých virů. Laboratorní procesy jsou složité a zdlouhavé. Cílem práce je za pomocí speciálních navrhových systémů a vyspělých technologií navrhnout a vytvořit systém, který bude jednotlivé procesy miniaturizovat a integrovat na čip.
Vývoj a výzkum nových diagnostických metod
Cílem práce je návrh integrovaného systému pro zpracování signálů definovaných typů mikrosenzorů. Navržený systém by měl být dostatečně univerzální a jednoduše nastavitelný vnějšími signály tak, aby uměl zpracovat a vyhodnotit s dostatečnou přesností signály rozdílných typů senzorů. Předpokládá se realizace vzorků na čipu v technologiích dostupných na Ústavu mikroelektroniky.
Návrh analogových obvodu s nízkým napájecím napětím a nízkým příkonem. Technologie 0,35 um Amis. Teoretický návrh a experimentální ověření.
Školitel: Khateb Fabian, prof. Ing. et Ing., Ph.D. et Ph.D.
Práce je zaměřena na návrh digitálních systémů pracujících na nízkém napětí. Cílem práce je zvýšení maximální pracovní frekvence těchto obvodů při zachování stávajícího příkonu.
Proveďte studii nekonvenčních aplikací používaných v mikroelektronice, jež vedou k miniaturizaci elektronických obviodů a systémů. Teorii zpracujte a konvergujte do praktického využití.
Školitel: Szendiuch Ivan, doc. Ing., CSc.
Hledání nových materiálů pro elektrody i elektrolyty superkondenzátorů, včetně nových technologií přípravy
Výstupem práce budou nové obvodové principy, které umožní implementovat do podoby zákaznického integrovaného obvodu bloky, které měří a zpracovávají měronosný signál z různých typů senzorů, se zaměřením na velmi malou spotřebu.
Školitel: Háze Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Na základě podrobného studia navrhněte nový obvodový princip, řešící problematiku analogových spínačů, které jsou využity v obvodech pracujících na principu spínaných proudů (SI). Řešení založte jak na teoretické bázi vč. nutných podpůrných simulací, tak na základě praktického řešení na vyrobeném prototypu integrovaného obvodu.
V současné době vzrůstá podíl vyráběné el energie z obnovitelných zdrojů elektrické energie (OZE). Výkon těchto zdrojů je závislý na vnějších vlivech a tudíž nestabilní. Při velkém procentu připojených OZE do energetické sítě dochází k ohrožení stability distribuční sítě. Jednou z možností je použít olověný akumulátor jako úložiště energie a tím stabilizovat výstupní energii z OZE. Úkolem bude analyzovat požadavky, definovat provozní režim akumulátoru a optimalizovat složení aktivních hmot akumulátoru pro tento režim provozu. Výsledky ověřit experimentálně.
Školitel: Bača Petr, doc. Ing., Ph.D.
Plánované rozsáhlé používání vodíku přinese problémy s bezpečností protože vodík není jen snadno zápalný plyn s limitní koncentrací pro zapálení 4%, ale je také bezbarvý a bez zápachu.- Současně pužívané technologie pro detekci vodíku mají četné nevýhody a vodíkové sensory mohou interagovat s běžně se vyskytujícími plyny. Pro zvýšení citlivosti při normální teplotě a potlačení teplotní závislosti jsou uvažovány perspektivní nanostrukturované materiály.
Úkolem práce bude schromáždění současných poznatků o problematice ,pokusy realizovat pájecí bezolovnatou pájecí pastu s nanočástic aby se dosáhlo nižší teploty přetavení a dobrého přetavení. Pokus o přípravu pasty ve vakuu aby se zamezila oxidace částic.
Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.
Olověné akumulátory v hybridních elektrických vozidlech (HEV) pracují v režimu PSoC (Partial State of Charge). Při dlouhodobém provozu v PSoC režimu dochází k novým mechanizmům poruch.Tyto mechanizmy jsou často dávány do souvislosti z nevratnou sulfatací záporných elektrod. Úkolem výzkumu je dosáhnout stavu, kdy sulfatace záporné elektrody nebude limitujícím faktorem životnosti olověných akumulátorů v HEV.
Práce se zabývá problematikou detekce plynů pomocí speciálních chemických senzorů. Cílem práce je návrh, konstrukce a ověření vlastností senzoru plynů, který ke své funkci využívá aktivní vrstvy realizované pomocí modifikovaných uhlíkových nanotrubic.
Ukolem práce bude zkoumat termomechanickou spolehlivost konkrétních pájených spojení pro bezolovnaté pájky zrychlených cyklováním. Porovnání naměřených a simulovaných výsledků. Pro simulace používat ANSYS a různé únavové modely.
Řešení nových integračních principů při konstrukci moderních obvodů a systémů (čipy, embeded součástky, moderní pouzdření 3D).
Vývoj nových typů fotovoltaikcých článků založených na termofotovoltaice.
V současné době se začínají připravovat systémy POC (Point Of Care), které mají sloužit pro monitorování zdraví a lékařkou pomoc. Jde o systémy, které jsou mobilní, zabudované do přenosných přístrojů jako např. mobilní telefony, přehrávače MP3, iPod, PDA apod. nebo jako domácí specializované přístroje. Tyto systémy obsahují sofistikované senzory a detektory a pomocí bezdrátových technologií jsou přenášený do nadřazených systémů. Ty zajišťují dané osobě potřebné služby jako jsou zdravotní doporučení nebo varování, leákařská pomoc nebo rady bez nutosti osobní návštěvy lékaře.
V současné době se začínají připravovat systémy pro monitorování a kontrolu zdraví a pro wellness. Jde o systémy, které jsou mobilní, zabudované do přenosných přístrojů jako např. mobilní telefony, přehrávače MP3, iPod, PDA apod. Tyto systémy obsahují sofistikované senzory a detektory a pomocí bezdrátových technologií jsou přenášený do nadřazených systémů. Ty zajišťují dané osobě potřebné služby jako jsou zdravotní doporučení nebo varování a pod.
Olověné akumulátory v hybridních elektrických vozidlech (HEV) pracují v režimu PSoC (Partial State of Charge). Při dlouhodobém provozu v PSoC režimu dochází k novým mechanizmům poruch.Tyto mechanizmy jsou často dávány do souvislosti z nevratnou sulfatací záporných elektrod. Úkolem výzkumu je stanovit princip činnosti jednotlivých aditiv záporné aktivní hmoty při PSoC režimu.
Při výrobě křemíkových fotovoltaických článků se uplatňuje mnoho vysokoteplotních procesů, jako jsou difúze, oxidace, RTA a další. Náplní práce bude vytvoření teplotních profilů, které se osvědčí jako vhodné pro výrobu a zvýší výtěžnost výroby..
Cílem práce bude vytváření nanoteček v koloidním roztoku nebo na povrchu substrátů a jejich následná funkcionalizice vhodnými skupinami sloučenin pro fluorescenční analýzu látek. Práce bude základem pro rozpoznávání virů a biologicky zajímavých látek za pomocí flurescenčních markerů. Práce bude významná pro budoucí aplikace především v medicíně.
Práce je zaměřena na vývoj a návrh nových algoritmů a obvodových struktur vysokorychlostních (High-Speed) aritmetických operací využitelných v nízkopříkonových (Low-Power) digitálních integrovaných obvodech VLSI (Very-Large-Scale Inregration) . V prostředí Cadence navrhněte fyzickou realizaci navržených algoritmů a obvodových struktur v technologii CMOS a proveďte analýzu dosažených výsledků s ohledem na plochu, rychlost a spotřebu. Pro práci je doporučena znalost návrhu digitálních integrovaných obvodů, jazyku VHDL, metodika návrhu aritmetických operaci a práce v návrhovém prostředí Cadence.
Školitel: Fujcik Lukáš, doc. Ing., Ph.D.
Výzkum nových možností zabezpečení mikroprocesorově řízených systémů bude zaměřen především na analýzu bezpečnostních rizik a možnosti implementace nejnovějších bezpečnostních funkcí s cílem zajistit ochranu mikroprocesorově řízených systémů proti vnějším útokům a zamezit případným bezpečnostním hrozbám. Práce bude zaměřena jak na zajištění zabezpečení jednotlivých zařízení tak i komunikace mezi mikroprocesorově řízenými systémy prostřednictvím heterogenních sítí. Nezbytnou součástí zabezpečení mikroprocesorově řízených systémů je i ochrana proti odposlechnutí citlivých dat a zajištění bezpečného uložení zpracovávaných dat v paměťových prvcích.
Školitel: Kadlec Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.
Úkolem bude realizace vícevrstvových struktur na LTCC keramice. Vytvoření vodivých propojení na jednotlivých vrstvách a mezi nimi. Zkoumání spolehlivosti propojení v závislosti na konstrukci, materiálech vodivých past a na technologických podmínkách, (např. ve vakuu). Realizace konkrétní struktury.