Prezenční studium

4 roky

doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Předseda :
doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.
Místopředseda :
doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.
Člen interní :
prof. Ing. Pavel Koktavý, CSc. Ph.D.
prof. Ing. Jaromír Hubálek, Ph.D.
doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.
doc. Ing. Petr Bača, Ph.D.
Člen externí :
prof. Ing. Josef Lazar, Dr.

Studijní program doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech mikroelektroniky, elektrotechnologie a fyziky materiálů zejména pak v teorii, návrhu a testování integrovaných obvodů a systémů, v polovodičových prvcích a strukturách, v inteligentních senzorech, v optoelektronice, v elektrotechnických materiálech a výrobních procesech, v nanotechnologiích, ve zdrojích elektrické energie, v defektoskopii materiálů a součástek.
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.

Absolvent doktorského studijního programu "Mikroelektronika a technologie" umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie. Dále je vybaven vědomostmi zejména z fyziky polovodičů, kvantové elektroniky, a umí samostatně řešit problematiku spojenou s mikro- a nanotechnologiemi.
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 prezentovaných oblastech doktorského programu. 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.

Absolvent doktorského studijního programu "Mikroelektronika a technologie" je schopen řešit složité a časově náročné úkoly v oblastech jako návrhář integrovaných resp. elektronických obvodů a komplexních elektronických zařízení. Má kvalitní znalosti z oblasti moderních materiálů pro elektrotechniku a jejich využití v elektroprůmyslu. Dále je schopen se orientovat v oblasti fyziky materiálů a součástek, nanotechnologií a další.
Znamená to, že absolvent nalezne uplatnění na pozici člena vývojového týmu integrovaných obvodů, složitých elektronických přístrojů a zařízení, jejich testování a servis. Dále jako technolog ve výrobě elektronických součástek, výzkumník v oblasti materiálového inženýrství pro elektrotechnický průmysl, vědecký pracovník základního nebo aplikovaného výzkumu při tvůrčím zavádění a využívání nových perspektivních a ekonomicky výhodných postupů v oblasti elektroniky, elektrotechniky, nedestruktivního testování spolehlivosti a materiálové analýze. Stejně tak je schopen vést i celý tým pracovníků v uvedených oblastech.
Typickým zaměstnavatelem absolventa studijního programu Mikroelektronika a technologie je výrobní a/nebo výzkumný podnik, který se oborově zaměřuje na uvedené oblasti. Dalším možným zaměstnavatelem může být výzkumná organizace typu ústavu AV ČR. Absolvent nalezne uplatnění i na univerzitní půdě jako akademický pracovník na pozici odborného asistenta.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Student si zapíše a vykoná zkoušky z povinných předmětů. Dále dle specifického zaměření doktorského studia má student povinnost absolvovat alespoň jeden z předmětů Moderní mikroelektronické systémy; Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesy; anebo Rozhraní a nanostruktury, a dalších povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtina pro doktorandy, Řešení inovačních zadání, Vědecké publikování od A do Z).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat. Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti mikroelektroniky, elektrotechnologie, fyziky materiálů, nanotechnologií, elektrotechniky, elektroniky, teorie obvodů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertační práci se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

1. Biodegradabilní kostní implantáty na bázi železa

   V současné době je výzkum kostních náhrad orientován především na oblast biodegradabilních materiálů. Během působení tělních tekutin dochází k jejich pozvolnému rozkladu a není pak nutnost sekundárního chirurgického zákroku pro vyjmutí fixátoru. Jako vhodným kandidátem je železo s různým podílem amorfní fáze a ještě vhodnější se zdají být slitiny železa s hořčíkem, zinkem nebo manganem apod. Důležité je zajistit, aby degradace nebyla příliš rychlá nebo pomalá a aby nedocházelo k uvolňování toxických látek pro tělo.

   Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.

2. Diagnostické metody solárních článků a modulů

   Využití stochastických metod (šumová diagnostika a akustická emise) pro detekci defektů v solárních článcích a panelech a jejich klasifikace.

   Školitel: Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D.

3. Dielektrická relaxační spektroskopie ligninu

   Cílem práce je prozkoumat dielektrické chování ligninu ve frekvenčním intervalu 1 mHz – 1 GHz a v teplotním intervalu 20 K – 400 K. Lignin je nepravidelný polymer tří základních alkoholů a tvoří cca 15 – 30 % dřevní hmoty. Lignin je ve dřevu zodpovědný za mechanickou pevnost a tuhost, a tedy za růst stromů. Po léta stál ve stínu mnohem lépe využitelnější složky dřeva, totiž celulózy, ale v posledních letech se komerční zájem začíná stáčet v jeho prospěch. Lignin lze použít pro různé průmyslové a biomedicínské aplikace, včetně biopaliv, chemických sloučenin a polymerů a také pro vývoj nanomateriálů pro aplikaci léků a genů. Nedávno si výzkumná skupina CEITECu na Masarykově univerzitě, spolu se svými norskými kolegy dala patentovat hormony podporující nárůst podílu ligninu ve dřevě. K dispozici je následující: měřicí vybavení pro frekvenční rozsah 10-3 – 109 Hz a héliový kryostat Janis CCS-400/204 pro teplotní interval 10 – 500 K. Vlastní měřicí systém je tvořen frekvenčním analyzátorem Novocontrol ALPHA-AT s vysokým rozlišením a s frekvenčním rozsahem 3 μHz – 40 MHz. Dále je k dispozici FTIR-spektrometr Nicolet 8700 s rozsahem vlnových čísel 20 000 – 350 cm-1.

   Školitel: Liedermann Karel, doc. Ing., CSc.

4. Dielektrická spektroskopie materiálů s vysokou permitivitou

   Materiály s vysokou permitivitou jsou zapotřebí pro nové aplikace, např. v integrovaných obvodech další generace (32 nm) či v kondenzátorech. Ve výrobě kondenzátorů jsou materiály s vysokou permitivitou žádoucí pro dosažení vyšší hustoty energie v kondenzátoru, a tedy ke zmenšování rozměrů. V dnešní době je této oblasti výzkumu věnována velká pozornost např. CCTO materiály atd.

   Školitel: Holcman Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

5. fluktuace transportu náboje u organických elektrochemických tranzistorů

   Organický elektrochemický tranzistor je typickým příkladem užitím iontové kapaliny u elektronické součástky. Cílem práce je studie a popis transportních charakteristik s důrazem na fluktuaci transportu nosiče náboje. Vozrky budou připravovány na pracovišti ZČU v Plzni. Práce navazuje na dlouhodobou spolupráci mezi pracovišti a dále na dlouhodobý výzkum šumu v ve FET na UFYZ.

   Školitel: Sedlák Petr, doc. Ing., Ph.D.

6. Generátor nízkoteplotního plazmatu a analýza vlivu na organický materiál

   Dizertační práce bude zaměřena na návrh a vývoj prototypu generátoru nízkoteplotního plazmatu s možností proměnné frekvenční modulace a studium vlivu na organický materiál. Ten by měl být exponován elektromagnetické vlně v blízkosti plazmatu a měla by být studována biochemická odezva. Vzorky po vysušení budou sledovány pomoci SEM a fluorescenční mikroskopie a pomocí kontrolované změny modulačního kmitočtu, výkonu případně externího magnetického pole bude zajištěna selektivita vzhledem k buňkám, bakteriím apod.

   Školitel: Macků Robert, Ing., Ph.D.

7. Intermetalické sloučeniny a vliv dodané energie na spolehlivost pájených spojů.

   Studium materiálových a procesních vlivů, zejména integrálu dodané energie na růst intermetalické oblasti. Změny vlastností pájených spojů a jejich vliv na spolehlivost pájených spojů.

   Školitel: Starý Jiří, Ing., Ph.D.

8. Mikroskopické metody pro lokální opracování a charakterizaci solárních článků

   Obecně řešeným problémem solárních článků jsou lokální defekty ve struktuře, které výrazně snižují účinnost konverze optické energie, spolehlivost a živostnost. V současné době je k dispozici řada vědeckých metod vhodných pro studium povrchu, nalezení fyzikálního původu defektů a jejich odstraňování. Lze využít například elektronové mikroskopie (SEM), iontové opracování povrchů (FIB, RIE), prvkovou analýzu (EDS) a mapování lokální odezvy materiálu (EBIC). Tyto metody představují unikátní možnost zjištění vlastností defektů a vrstev. Cílem vědecké práce je detailní analýza moderních materiálů pro fotovoltaiku (CIGS, GaAs, perovskit) katalogizace defektů a případná úprava výrobní technologie.

   Školitel: Macků Robert, Ing., Ph.D.

9. Moderní obvodová řešení pro speciální aplikace

   Zkoumejte možnosti využití nových typů obvodů pro speciální aplikace zejména pro zařízení v kosmickém průmyslu. Zaměřte se na odrušení nežádoucích jevů spojených s kosmickým zářením. Navrhněte CubeSat, který bude schopen otestovat vaši metodu v reálném prostředí. Výsledky analyzujte a metodu upravte tak, aby byla aplikovatelná i pro jiná zařízení vypouštěná do kosmu.

   Školitel: Háze Jiří, doc. Ing., Ph.D.

10. Monitorování znečištění metropolitních oblastí

    Problematika znečištění životního prostředí a jeho monitoring je zásadní pro minimalizaci zdravotních rizik populace. V rámci sledovaných parametrů se mimo jiné posuzuje například koncentrace suspendovaných částic, oxidu dusíku, či hluková zátěž. Komerční zařízení a přístupy jsou finančně nákladné a pokrytí měřícími stanicemi lze v husté zástavbě považovat za nedostatečné. Práce bude věnována způsobům online monitoringu, návrhu a realizaci experimentální senzorické sítě, verifikaci modelů a vyhodnocení výsledků.

    Školitel: Škarvada Pavel, Ing., Ph.D.

11. Navýšení dielektrické konstanty u keramických materiálů pro využití v kondenzátorech

    Materiály s vysokou permitivitou jsou zapotřebí pro nové aplikace, např. v integrovaných obvodech další generace či v kondenzátorech. Ve výrobě kondenzátorů jsou materiály s vysokou permitivitou žádoucí pro dosažení vyšší hustoty energie v kondenzátoru, a tedy ke zmenšování rozměrů. V dnešní době se nejvíce používá čistý materiál BaTiO3 u komerčních keramických kondenzátorů. Dopováním se dá permitivita tohoto materiálu zvýšit až 10krát. Cílem je tedy najít možnosti, jak u BaTiO3 řízeně navýšit permitivitu formou dopování nebo úpravou materiálu. V rámci studia je předpokládána stáž na Universitě v Oulu.

    Školitel: Holcman Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

12. Nová metoda dekodování pro asynchronní delta sigma modulátory

    Součastné motody dekódování signálů z asynchronních delta sigma modulátorů (ADSMs) limitují vstupní dynamický rozsah modulátoru a vyžadují vysoký vzorkovací kmitočet. Cílem práce je navrhnout novou metodu dekódování pro ADSMs. Dále navrhnout ADSMs včetně nové metody dekódování na tranzistorové úrovni v programu Cadence a ověřit dosažené parametry. Na závěr vyhodnotit přínos nové metody.

    Školitel: Kledrowetz Vilém, doc. Ing., Ph.D.

13. Nové elektrodové materiály pro post-lithno iontové akumulátory

    Tématem bude příprava a studium nových kompozitních materiálů na bázi uhlíko-kovových struktur a jejich využití jako elektrodového materiálu pro elektrochemické zdroje proudu.

    Školitel: Kazda Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

14. Nové obvodové principy pro návrh analogových obvodů s nízkým příkonem a napájecím napětím

    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 TSMC 0.18 um. Výstupem bude verifikovaný návrh proudového conveyoru.

    Školitel: Khateb Fabian, prof. Ing. et Ing., Ph.D. et Ph.D.

15. Pokročilá obvodová a strukturální řešení nízkonapěťových analogově digitálních převodníků pro energy harvesting a biomedicínské aplikace

    Cílem práce je základní výzkum pokročilých obvodových a strukturálních řešení pro nízkonapěťové analogově digitální převodníky s optimalizovanou spotřebou energie pro energy harvesting a biomedicínské aplikace. Cílové napájecí napětí je v rozmezí 0,5 V až 0,3 V a výkonová spotřeba v řádech nanowattů. Funkčnost a správnost navržené struktury bude popsána a ověřena jak matematicky, tak i simulačně za použití 0,18 µm CMOS technologie od TSMC. Výstupem bude verifikovaný návrh nízkonapěťového převodníku.

    Školitel: Khateb Fabian, prof. Ing. et Ing., Ph.D. et Ph.D.

16. Porézní membrána z oxidu kovů pro senzorické aplikace

    Cílem projektu je vývoj čipu s integrovanou mikro- nebo nanoporézní membránou z oxidu kovů. Membrána bude přenositelná a zhotovena pomocí elektrochemických a depozičních metod. Membrána bude fungovat jako impedanční senzor, jehož parametry budou charakterizovány a optimalizovány v závislosti na geometrii pórů, tloušťce membrány a vhodné detekci (např. detekce plynů nebo biomolekul). Čip může být vyvíjen a testován jako průtočný, tak i neprůtočný.

    Školitel: Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D.

17. Porézní polymerní membrána na čipu pro senzorické aplikace

    Cílem projektu je vývoj MEMS čipu s „in situ“ mikro- nebo nanoporézní polymerní membránou. Membrána bude fungovat jako impedanční senzor, jehož parametry budou charakterizovány a optimalizovány v závislosti na geometrii pórů, tloušťce membrány a vhodné detekci (např. detekce plynů nebo biomolekul). Čip může být vyvíjen a testován jako průtočný, tak i neprůtočný.

    Školitel: Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D.

18. Pozorování dějů na elektrodách akumulátorů pomocí mikroskopie atomárních sil

    AFM mikroskopie je jedna z vhodných technik k pozorování povrchů elektrod v jejich přirozeném prostředí. Cílem zadání je vypracovat metodiku, která umožní využít tuto mikroskopickou techniku k pozorování dějů, které probíhají v různých typech akumulátorových systémů v různých provozních režimech. Výstupem zadání bude ověření dostupných znalostí o procesech probíhajících v akumulátorech a získání nových poznatků o těchto procesech.

    Školitel: Bača Petr, doc. Ing., Ph.D.

19. Radiační charakteristiky termického plazmatu

    Radiační přenos energie výrazně ovlivňuje fyzikální procesy probíhající v plazmatu, hraje důležitou roli v mnoha zařízeních využívajících plazmové procesy, např. při tvorbě povrchů specifických vlastností, pro syntézu látek, likvidaci škodlivin, plazmovou metalurgii, apod. Cílem práce je pomocí různých aproximačních metod najít řešení rovnice přenosu záření, porovnat získané výsledky pro vyzářenou energii a tok záření pro vybrané druhy plazmatu, diskutovat výhodnost a použitelnost jednotlivých výpočetních metod.

    Školitel: Bartlová Milada, doc. RNDr., Ph.D.

20. Senzory fyzikálních veličin na bázi grafenu

    Grafen jako monoatomární vstva šetiúhelníkově uspořádaných atomů uhlíku v současné době vyžaduje silné výzkumné úsilí. Vzhledem ke své unikátní struktuře a elektrickým vlastnostem je tento materiál předurčen k využití v moderní elektronice například jako extrémně citlivý plynový nebo kapalinový senzor. Unikátní citlivost a chemickou selektivitu lze podpořit měřením šumové odezvy namísto měření středních hodnot napětí a proudů. Šumové procesy jsou obecně sledovány u mnoha elektronických součástek a jsou spojovány s jejich lokálním/objemovým namáháním, změnou dotace, projevy zachytávání náboje a podobně. Dominantně je pozorován šum 1/f, který ve spojení s 2D strukturou grafenu poskytuje unikátní možnost rozšíření znalostí v oblasti senzoriky a moderní elektroniky založené na grafenu.

    Školitel: Macků Robert, Ing., Ph.D.

21. Syntéza a vlastnosti multifázových tenkých vrstev Bi-Fe-O

    Cílem této studie je vliv parametrů přípravy na strukturální vlastnosti vrstev Bi-Fe-O. Vznik fáze závisí na způsobu a vybraných parametrech tvorby tenkých vrstev. V této práci bude pro výrobu Bi-Fe-O filmů použito pulzní laserové rozprašování z terče BiFeO3 (s vysokou chemickou a fázovou čistotou). Tato technologie umožňuje získat vysoce kvalitní heterostruktury a vyloučit přítomnost nečistot. V současné době neexistuje komplexní informace o povaze tvorby fází Bi-Fe-O sloučenin. Materiály na bázi Bi-Fe-O hrají velkou roli při vytváření senzorů, paměťových prvků a dalších nanoelektronických aplikací. Studium kontroly fázové čistoty tenkých vrstev Bi-Fe-O se předpokládá byt ve vzájemném vztahu s magnetickými a elektrickými vlastnostmi.

    Školitel: Sobola Dinara, doc. Mgr., Ph.D.

22. Techniky pro návrh operačních zesilovačů s extrémně nízkým napájecím napětím

    Nové techniky pro návrh operačních zesilovačů s extrémně nízkým napájecím napětím. Cílové napájecí napětí je v rozmezí 0,5 V až 0,3 V a výkonová spotřeba v řádech nanowatů. Funkčnost a správnost navržené struktury bude popsána a ověřena jak matematicky, tak i simulačně za použití 0,18 µm CMOS technologie od TSMC. Výstupem bude verifikovaný návrh operačního zesilovače.

    Školitel: Khateb Fabian, prof. Ing. et Ing., Ph.D. et Ph.D.

23. Vliv morfologie elektrody na transport elektrického náboje na rozhraní elektroda/elektrolyt

    Cílem práce je studie transportu náboje na rozhraní elektroda a elektrolyt s důrazem na analýzu vlivu morfologie na senzorické vlastnosti (selektivita, cilivost, atd). Praktickým výsledkem je vytvoření popisných fyzikálních a elektrických modelů na základě experimentální studie ampérometrických senzorů plynu.

    Školitel: Sedlák Petr, doc. Ing., Ph.D.

24. Využití metody akustické emise pro hodnocení degradačních procesů v implantátech a vytvořené vrstvy studené kinetické depozice

    Cílem této práce bude objasnění možnosti využití metody akustické emise pro kvalitativní posouzení degradačních procesů a mezních stavů v materiálech implantátů s vytvořenou vrstvou studené kinetické depozice (cold spray). Výzkum bude sice primárně zaměřen na nové implantáty z různých materiálů, ale výsledky budou metodou komparace posuzovány, jak pro nové, tak současné implantáty. Během základního výzkumu bude nutné provést celou řadů laboratorních měření zasahující do různých vědních oborů, při jejichž řešení bude nutné použít interdisciplinární přístup. Získané výsledky a poznatky ze základního výzkumu budou plně využitelné pro aplikovaný výzkum.

    Školitel: Binar Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

25. Využití metody akustické emise pro hodnocení degradačních procesů v implantátech z 3D tisku a vytvořené vrstvy studené kinetické depozice

    Objasnění možnosti využití metody akustické emise pro kvalitativní posouzení degradačních procesů a mezních stavů v materiálech implantátů z 3D tisku s vytvořenou vrstvou studené kinetické depozice (cold spray). Výzkum bude sice primárně zaměřen na nové implantáty z 3D tisku různých materiálů, ale výsledky budou metodou komparace posuzovány, jak pro nové, tak současné implantáty. Během základního výzkumu bude nutné provést celou řadů laboratorních měření zasahující do různých vědních oborů, při jejichž řešení bude nutné použít interdisciplinární přístup. Získané výsledky a poznatky ze základního výzkumu budou plně využitelné pro aplikovaný výzkum.

    Školitel: Binar Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

26. Využití metody akustické emise pro hodnocení degradačních procesů v materiálech s vytvořenou vrstvou studené kinetické depozice

    Objasnění možnosti využití metody akustické emise pro kvalitativní posouzení degradačních procesů a mezních stavů v materiálech používaných v elektrotechnice s vytvořenou vrstvou studené kinetické depozice (cold spray). Výzkum bude sice primárně zaměřen na materiály určené pro elektrotechniku, ale výsledky budou metodou komparace posuzovány, také pro jiné materiály používané v různých vědních oborech (podle zvoleného výběru). Během základního výzkumu bude nutné provést celou řadů laboratorních měření zasahující do různých vědních oborů, při jejichž řešení bude nutné použít interdisciplinární přístup. Získané výsledky a poznatky ze základního výzkumu budou plně využitelné pro aplikovaný výzkum.

    Školitel: Binar Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

27. Zařízení pro sběr elektrické energie na bázi bezolovnaté piezoelektrické keramiky

    Práce se bude zabývat návrhem, výrobou a optimalizací piezoelektrických zařízení pro sběr energie. Hlavní část práce je zaměřena na bezolovnaté piezoelektrické materiály typu BCZT, KNN a BNKT. Sekundárním cílem bude návrh elektronických obvodů ve snaze získat maximální účinnost přenosu mechanické energie na energii elektrickou uloženou v elektrickém či elektrochemickém rezervoáru (kondenzátor, baterie/superkondenzátor). Dále se bude práce zabývat návrhem a vývojem vhodných metod pro testování a vyhodnocování parametrů u těchto energy harvesterů.

    Školitel: Sedlák Petr, doc. Ing., Ph.D.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2021 do 15.05.2021)

1. Autoemisní vlastnosti anorganických polovodivých tenkých vrstev ZnO

   Cílem této práce je studium efektů polovodičových vrstev na povrchu metalických nanostruktur, které jsou umístěné v silném elektrickém poli. Technika atomární depozice vrstev (ALD) polovodivého oxidu zinečnatého bude využita pro přípravu experimentální vrstvy na vodivém povrchu. Technika ALD je metoda založená na plynné fázi, která se dá použít pro depozici tenkých vrstev na substráty a dokonce i na ostré hroty. Zatím neexistuje žádná dobře prostudovaná autoemisní struktura s povrchovou vrstvou ZnO, která by byla schopna vytvořit stabilní proud elektronů za pomoci studené autoemise. Struktury pro studenou autoemisi obecně nejsou důležité jen pro zdroje volných elektronů, ale také pro senzory a pro další aplikace v nanoelektronice. Určování vhodných parametrů vrstvy ZnO a její vyhodnocování bude provedeno analýzou proudu totální emise a dále popisem přenosu náboje na tomto rozhraní.

   Školitel: Sobola Dinara, doc. Mgr., Ph.D.

2. Elektrická charakterizace nanostruktur pomocí SPM

   Cílem této studie je nedestruktivního zkoumání lokálních elektrických vlastností nanostruktur včetně korelace mezi mechanickým a elektrickým kontrastem dat SPM. Nízkorozměrové elektronické struktury vyžadují citlivé charakterizační techniky. Okolní podmínky ovlivňují měření a vytvářejí další komplikace při interpretaci výsledků. Nesprávný výběr metody měření může ovlivnit nanostruktury a modifikovat jejich vlastnosti. Výsledkem práce by měl být vývoj metod a kalibračních vzorků pro kvantitativní vyhodnocení elektrických parametrů.

   Školitel: Sobola Dinara, doc. Mgr., Ph.D.

3. Fluktuační jevy u křemenných krystalových mikrovážek

   Křemenné krystalové mikrovážky (QCM) patří do skupiny vysoce citlivých senzorů detekující chemické látky rozptýlené v plynném nebo kapalném prostředí. Tento typ senzoru je běžně používán biology a chemiky k monitorování chemických procesů. Jádrem QCM tvoří piezoelektrický krystal křemene, který osciluje na rezonanční frekvenci definovanou hmotnosti krystalu a ostatními parametry jako je geometrie, teplota atd. Elektrody krystalu jsou pokryty sorpční vrstvy s afinitou k molekulám detekované látky. Detekovaná látka (molekuly) reprezentují přírůstek hmotnosti a změnu viskózně elastických vlastností sorpční vrstvy, což vede ke změně rezonanční frekvence. Cíle této disertační práce jsou dvojího charakteru: teoretická a experimentální studie fluktuačních procesů v piezoelektrických senzorech .

   Školitel: Sedlák Petr, doc. Ing., Ph.D.

4. Návrh nízkopříkonových mikrosystémů využitelných v oblasti chytrých měst

   V práci se student seznámí se současnou problematikou chytrých měst. Výzkum povede k návrhu nových mikroelektronických obvodů využitelných v těchto systémech v oblasti telemetrie a monitorování budov. Hlavním cílem bude nízkopříkonový návrh vybraných komponent.

   Školitel: Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D.

5. Snižování vnitřního pnutí a zlepšování tribologických vlastností materiálů

   Disertační práce se bude zaměřovat na zkoumání vlastností polymerních, kompozitních a jiných materiálů vyrobených aditivní výrobou, a to zejména 3D tiskem. U této metody vzniká mnoho aspektů, ovlivňující výsledné parametry a vlastnosti, které lze dalším postprocessingem odstranit. U povrchů budou zkoumány tribologické vlastnosti materiálů a výsledkem bude návrh několika metod, pro vylepšení mechanických, tepelných a chemických odolností. Mezi metody budou patřit cold spray, pokovování, naprašováni apod. Dále budou navrhovány metody, které budou měnit vlastnosti materiálů bez dalšího aditivního postupu. Vlastnosti budou měněny pomocí metod jako je žíhání, a to buď v peci nebo ve vodní lázni, sléváním vrstev, sintrování apod. Výsledkem by měl být souhrn postupů, jak správně a přesně zlepšovat určité parametry materiálů.

   Školitel: Binar Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

6. Vliv prostředí na degradaci solárních článků a panelů

   Vliv prostředí na degradaci solárních článků se zaměřením na porovnání polohy instalace, topologii instalace, typ FV instalace, materiál článků, způsob provozu jednotlich FV instalací. Cíle práce je vytvoření modelového vztahu, který by tyto vlivy vyjadřoval.

   Školitel: Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D.