Detail předmětu

Diagnostické metody v elektrotechnice

FEKT-LDMEAk. rok: 2019/2020

Organizace zkušebnictví v ČR a v EU. Diagnostické metody pro stanovení vlastností a parametrů elektroizolačních materiálů a systémů. Mikroskopické, spektroskopické a difraktometrické diagnostické metody, fyzikální principy a použití. Diagnostické metody pro stanovení vlastností polovodičových desek a struktur, kontaminace a poruch polovodičových materiálů. Zpracování a vyhodnocení naměřených údajů.

Garant předmětu

Výsledky učení předmětu

Po absolvování předmětu je student schopen:
- popsat teoretické základy elektrických a fyzikálních diagnostických metod používaných pro stanovení vlastností, parametrů, struktur a složení elektrotechnických materiálů,
- vysvětlit obecné základy postupů zpracování a vyhodnocení naměřených údajů,
- popsat organizaci zkušebnictví a certifikace v České republice a v Evropské unii,
- definovat legislativní požadavky v oblasti metrologie,
- orientovat se v diagnostických metodách a navrhnout použití vhodné metody pro konkrétní aplikaci, včetně jednoduché interpretace získaných informací.

Prerekvizity

Znalost matematiky a fyziky na úrovni bakaláře studujícího magisterský obor na technické vysoké škole.

Doporučená nebo povinná literatura

Van Zant, P.: Microchip fabrication. Fourth edition. McGraw-Hill Publication. New York, 2000. (CS)
Reimer,L.:Scanning electron microscopy,Springer Verlag Berlin,2005 (CS)
Frank,L., Král,J.: Metody analýzy povrchů. Iontové, sondové a speciální metody. Academia, Praha,2002 (CS)
Mentlík, V., Pihera, J. a kol.: Diagnostika elektrických zařízení. BEN 2008, ISBN 978-80-7300-2 (CS)
OĆonnor, D.J. and others: Surface Analysis Methods in Materials Science. Springer Berlin 2003. ISBN0931-5195 (CS)
Jirák, J., Havlíček, S., Rozsívalová, Z.: Diagnostika a zkušebnictví. Elektronické texty, Brno 2002. (CS)
Koblížek,V. Měření a kontrola v elektrotechnologii ČVUT Praha,1991. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, numerická a laboratorní cvičení. Předmět využívá e-learning. Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

až 40 bodů v průběhu semestru (10 bodů za laboratorní cvičení a 30 bodů za samostatnou práci a její prezentaci)
až 60 bodů za písemnou závěrečnou zkoušku
Zkouška je zaměřena na ověření znalostí a orientaci v oblasti diagnostických metod a organizaci zkušebnictví.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Přehled metod optické mikroskopie. Geometrie a vady čoček. Mikroskopická pozorování. Metody měření tloušťky vrstev, diagnostická pozorování.
2. Elektronová mikroskopie rastrovací a transmisní. Metody environmentální rastrovací elektronové mikroskopie. Zdroje elektronů, elektronová optika, rozlišovací 3. schopnost, hloubka ostrosti.
3. Diagnostické metody založené na interakci elektronů s pevnou látkou. Pružný nepružný rozptyl. Emise zpětně odražených a sekundárních elektronů, jejich detekce a využití v rastrovací elektronové mikroskopii. Metoda EBIC.
4. Spektroskopické metody a jejich přehled. Princip buzení spekter. Vznik charakteristického a spojitého rentgenového záření. Rentgenová spektrální mikroanalýza. Metody EDS a WDS.
5. Metody mikroskopie rastrujícím hrotem. Rastrovací tunelová mikroskopie a mikroskopie atomárních sil. Fyzikální principy. Možnosti využití v diagnostice vyzikálních vlastností materiálů.
6. Difrakce, difraktografie a difraktometrické metody. Rentgenové difrakční metody, elektronová a neutronová difraktografie.
7. Prášková rentgenová difrakční spektroskopie, teoretické předpoklady, aplikační rádius, instrumentace, interpretace difrakčního spektra, příprava vzorků
8. Diagnostické metody spojené se stanovením vlivu provozních a přepravních podmínek na vlastnosti materiálů.
9. Přehled diagnostických metod spojených s bezpečností elektrických předmětů.
10. Statistická analýza jednorozměrných dat. Výběrové charakteristiky. Bodový a intervalový odhad parametrů normálního a exponenciálního rozdělení.
11. Diagnostika, spolehlivost a zkušebnictví. Organizace zkušebnictví a certifikace v ČR. Základní pojmy technické diagnostiky, přehled diagnostických metod.

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty s teorií diagnostických metod používaných pro stanovení vlastností a parametrů elektroizolačních a polovodičových materiálů a struktur, s teoretickými základy metod vycházejících z využití elektronového svazku pro stanovení struktury a složení materiálových soustav jakož i se základy zpracování a vyhodnocení naměřených údajů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Povinná účast ve výuce.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML1 magisterský navazující

    obor ML1-EVM , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor