Cílem studia je poskytnout ve všech dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia. Vytvořit interdisciplinární přehled současného vývoje, prohloubit teoretické základy ve zvoleném oboru, zvládnout metody vědecké práce, rozvíjet tvůrčí schopnosti a využít je při řešení vědeckého problému, který vyústí ve vypracování disertační práce přinášející vlastní původní přínos v daném oboru.

Absolvent oboru získá znalosti mezioborového charakteru z technických a přírodovědních disciplin na vysoké teoretické úrovni. Pro další samostatnou výzkumnou a vývojovou práci je vybaven vědomostmi zejména z fyziky polovodičů, kvantové elektroniky, matematického modelování a umí samostatně řešit problematikou spojenou s nanotechnologiemi. Uplatnění najde především jako 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.

Graduates of this program will acquire cross-disciplinary knowledge of and experience in technical and physical subjects on a high-quality theoretical level. Graduates are for their later independent research and development work equipped with the knowledge and experience from, in particular, physics of semiconductors, quantum electronics and mathematical modeling and will be able to independently solve problems associated with nanotechnologies. Potential job careers: research worAbsolvent oboru získá znalosti mezioborového charakteru z technických a přírodovědních disciplin na vysoké teoretické úrovni. Pro další samostatnou výzkumnou a vývojovou práci je vybaven vědomostmi zejména z fyziky polovodičů, kvantové elektroniky, matematického modelování a umí samostatně řešit problematikou spojenou s nanotechnologiemi. Uplatnění najde především jako 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.ker in basic or applied research and in the introduction, implementation and application of new prospective and economically beneficial procedures and processes in the field of electronics, electrical engineering, non-destructive testing and reliability and material analysis

prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc.

1. Elektronický nos založený na analýze proudových fluktuací

   Práce se zabývá studiem elektronického šumu za účelem vytvořit netradiční metodiku vyhodnocení výstupního signálu senzoru nejen z hlediska stejnosměrné složky ale také i její fluktuace. Vzhledem k částicovému charakteru látek fyzikální procesy probíhající v látkách mají povahu stochastickou, a makroskopicky se projevují fluktuacemi měřitelných veličin, tj. šumem. Motivací této práce je vytvoření elektronického nosu na základě analýzy proudových fluktuací u vodivostních senzorů a metod shlukové analýzy, tedy použití jednoho senzoru pro detekci několika plynů v plynové směsi. Cílem práce bude analýza těchto fluktuačních procesů v závislosti na vstupní veličině pomocí měření šumových a transportních charakteristik. Jedním z dílčích cílů je vytvoření experimentálního zařízení demonstrující využití těchto technik v praxi.

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

2. Studium dielektrických a elektroizolačních materiálů s nízkou permitivitou

   Zmenšování rozměrů v integrovaných obvodech (dnes 32 nm) vede ke zvyšování kapacit mezi vodiči, a ve svém důsledku ke snižování rychlosti přenosu signálu. Limitujícím faktorem pro zvyšování výkonu IC se tak stávají nikoli již vlastnosti samotných polovodičových prvků, ale rychlost přenášení signálu mezi nimi, a tedy kapacit. Jednou z možností pro snižování kapacit mezi vodiči je snižování permitivity dielektrických izolačních vrstev (kapacita je přímo úměrná permitivitě použitého materiálu). Dnes jsou patrné dvě cesty, buď nahrazování polárních vazeb Si-O vazbami méně polárními (Si-F, Si-C) nebo zvyšování porozity (tj. vytváření směsi původního dielektrika se vzduchem). Nově navrhované materiály s nízkou permitivitou přitom nesmějí výrazně omezovat současně používané křemíkové technologie a dále musí být schopny absolvoval všechny výrobní kroky (včetně teplot cca 1100 °C). Zpracování tématu si bude vyžadovat experimentální práce při přípravě vzorků, teoretické studium možností dosažení nízkých permitivit i měření elektrických vlastností vytvořených materiálových systémů. K dispozici je vybavení laboratoře dielektrické relaxační spektroskopie na Ústavu fyziky FEKT VUT v Brně s frekvenčním rozsahem cca 10^(-3) – 10^9 Hz, včetně héliového kryostatu Janis CCS-400/204 pro teplotní interval 10 – 500 K. dalším zařízením patří analyzátor Novocontrol ALPHA-AT s vysokým rozlišením a s frekvenčním rozsahem 3 μHz – 40 MHz a rovněž infračervený spektrometr Nicolet 8700 s Fourierovou transformací pro interval vlnových čísel 20 000 – 350 cm^(-1).

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

3. Studium dielektrických materiálů s vysokou permitivitou na bázi titaničité keramiky

   Cílem výzkumu je studium elektrických vlastností elektrotechnické keramiky na bázi CaCu3Ti4O12 (CCTO) s příměsemi přechodových kovů a lanthanidů. Pozornost bude soustředěna především na identifikaci mechanismů vedoucích k vysoké permitivitě (řádu 10^4 – 10^5) a na následnou modifikaci keramiky CCTO s cílem snížit dielektrické ztráty a rozšířit frekvenční interval, v němž si permitivita zachovává svou vysokou hodnotu, směrem do oblasti GHz. 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. Zpracování tématu si bude vyžadovat experimentální práce při přípravě vzorků, teoretické studium fyzikálních příčin vysoké permitivity i měření elektrických vlastností vybraných materiálů. K dispozici je vybavení laboratoře dielektrické relaxační spektroskopie na

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