Detail předmětu

Cílem předmětu je popis, experimentální studium a analýza transportních, relaxačních a stochastických mechanismů v pevných látkách. Studenti se seznámí ze základními metodami analýzy spolehlivosti a degradace a se šumovou a dielektrickou spektroskopií. Obsahem semináře však není ani tak pouhé získání znalostí, jako spíše hlubší porozumění fyzikální podstatě všech tří spektroskopických metod a získání schopnosti prakticky tyto metody používat a dále je rozvíjet na vyšším stupni.

Po absolvování uvedeného kursu by posluchači měli umět rozlišit stacionární a nestacionární proces, rozumět fyzikálním mechanismům šumů a nadbytečného transportu nosičů a stanovit spolehlivostní parametry dané součástky. Dále by měli znát mikrofyzikální podstatu částečných výbojů a polarizačních procesů včetně jejich matematického popisu. Na základě těchto nástrojů by posluchači měli umět navrhovat a vyvíjet diagnostické metody pro jednotlivé konkrétní aplikace.

VŠ studium v elektrotechnických, materiálových, fyzikálních a chemických oborech ukončené získáním titulu Ing. nebo ekvivalentním způsobem

Předmětem semináře jsou tři metody, zabývající se popisem, experimentálním sledováním a lokalizací poruch, a to šumovou nedestruktivní spektroskopii, diagnostiku pomocí částečných výbojů a dielektrickou relaxační spektroskopii. Hlavní pojmy: transportní a stochastické procesy, šumová nedestruktivní spektroskopie, nedestruktivní diagnostika, spolehlivostní testy, mechanismy vzniku částečných výbojů, mechanismy polarizace na mikroskopické úrovni, matematicko-fyzikální popis dielektrické polarizace, dielektrická relaxační spektroskopie.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Typy poruch, povrchové a strukturní poruchy, metody lokalizace, poruchy destruktivní a nedestruktivní a jejich identifikace
Identifikace poruch z transportních charakteristik, V-A charakteristika v přímém a zpětném směru, nadbytečný proud, generačně-rekombinační proces, degradace
Fluktuační procesy, šumová spektrální výkonová hustota a její korelace s typem poruch, nf šum jako indikátor spolehlivosti a kvality, kvantifikace parametru lambda - střední doby do poruchy
Šumová spektrální hustota u polovodičových součástek, šum homogenních struktur, tenkovrstvových a tlustovstvových odporů
Částečné výboje a šum v izolantech a kondenzátorech
Šum polovodičových laserů, slitinových tranzistorů, tranzistorů se strukturou FET
RTS šum polovodičových diod s kvantovými jamkami a tečkami, teorie pro vypracování návrhu nedestruktivního diagnostického testu
Druhy relaxačních mechanismů v polymerech, sklech a keramických soustavách
Matematické metody pro vyhodnocování dielektrických dat
Procesy degradace a jejich sledování dielektrickými metodami

Ambrózy, A.: Electrical Noise, Budapest, Academia, 1982
Havriliak, S., Jr., Havriliak, S. J.: Dielectric and Mechanical Relaxation in Materials: Analysis, Interpretation and Application to Polymers, Hanser/Gardner Publications, Inc., Cincinnati & Carl Hanser Verlag, München, 1997
Kremer, F., Schönhals, A.: Broadband Dielectric Spectroscopy, Springer, Berlin - Heidelberg - New York 2002
Bryknar, Z.: Fyzika dielektrik, Ediční středisko ČVUT, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, 1. vyd., Praha, 1983
Buckingham, M. J.: Noise in Electronics Devices and Systems, London, John Willey, 1983