Detail oboru
Mikroelektronika a technologie
FEKTZkratka: PK-METAk. rok: 2018/2019
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
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
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
Vypsaná témata doktorského studijního programu
2. kolo (podání přihlášek od 01.07.2018 do 31.07.2018)
- Dlouhodobá spolehlivost osvětlovacích systémů s LED diodami
Předmětem práce bude stanoveni dlouhodobé spolehlivosti osvětlovacích systémů s LED diodami s důrazem na zkoumání vlivu vlhkosti a teplot. Budou realizovány zrychlené spolehlivostní zkoušky systémů. Je předběžně dohodnuto, že práce bude řešena v rámci výzkumného úkolu s průmyslovou firmou. Disertabilní jádro: Spolehlivostní model osvětlovacího systému.
Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.
- Efektivní způsoby chlazení výkonových polovodičových součástek
Studium způsobu chlazení výkonových polovodičových součástek, hlavně LED diod. Studium svítivosti LED diod v závislosti na teplotě. Simulace tepelných poměrů ve struktuře. Budou se řešit vrstvené struktury, spojení plošného spoje s kovovým jádrem a keramickým materiálem, Možnost chlazení proudící kapalinou ve vytvořených kanálcích. Disertabilní jádro: Návrh chladícího systému pro výkonové LED diody v kombinaci LTCC keramiky a Aluminy s chladícími kanálky pro kapalinu. Měření na systému.
Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.
- Kontaminace při pájení v parách v elektrotechnice
Předmětem práce bude studium a řešení problematiky pájení v parách. Zejména se bude jednat o studium a měření vlivu znečistění pájecí kapaliny na výslednou kvalitu spoje a případné navržení metody recyklace použité pájecí kapaliny. Disertabilní jádro: Ověřený postupu recyklace pájecí kapaliny, soubor výsledků měření.
Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.
- Návrh mikrosystémů využitelných v oblasti chytrých budov
V práci se student seznámí se současnou problematikou chytrých domácností. Výzkum povede k návrhu nových mikroelektronických obvodů využitelných v těchto systémech v oblasti telemetrii a automatizace budov. Základní metodou bude měření chromatičnosti dopadajícího záření a následná regulace umělého osvětlení.
Školitel: Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D.
- 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.
- Odpařování a vlastnosti kovů ve vakuu - tenké kovové vrstvy
Předmětem práce bude studium vlastností par kovových převážně ferromagnetických materiálů v procesu vakuového napařování. Budou zkoumány procesy vakuového napařování a jeich vliv na mechanické a elektrické vlastnosti vrstev. Disertabilní jádro: Stanovení nového technologického postupu napařování, který zaručí požadované vlastnosti tenké vrstvy.
Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.
- Perspektivní technologie pro termoelektrické generátory
Termoelektrické generátory mohou využívat teplotních gradientů z přírodních zdrojů nebo teplotních gradientů při zpracování odpadního tepla. Tyto tepelné toky jsou hojné, předvídatelné a v omezeném časovém intervalu stabilní takže mohou posloužit jako spolehlivý zdroj energie v mnoha aplikacích. Malé napětí dosažitelné v jednom termoelementu vyžaduje integraci extrémně velkého počtu termočlánků nebo Peltiérových článků v jednom systému a jejich napojení na měniče pracující s extrémně malým napětím. Cílem dizertace bude rozpracovat metody hromadné výroby termoelektrických článků zapojených v serii včetně integrace jednoduchých elektronických obvodů pro jejich řízení. Předpokládá se využití tiskových technologií.
Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.
- 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.
- 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.
- Techologie pro tištěnou elektroniku
Tištěná elektronika se velmi rychle rozvíjí a zasahuje do všech oblastí použití elektroniky, protože umožňuje vyrábět elektronická zařízení netradičním způsobem, ve velkém objemu a obvykle s velmi nízkými náklady. Je založena na použití nových, především organických, materiálů a nových nebo adaptovaných metodách tisku. V současné době jsou již dobře rozpracované metody hromadné výroby a vývoj se zaměřuje na návrh zařízení. Cílem dizertace bude rozpracovat metody tisku elektrických senzorů napájených pomocí fotovoltaických a termoelektrických článků včetně integrace jednoduchých elektronických obvodů pro jejich řízení.
Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.
- Vliv elektromagnetických polí na vlastnosti elektrolytů
Studium vlivu elektromagnetických polí na vlastnosti gelových elektrolytů s přídavky nanomateriálů a dalších aditiv. Vlastnosti vzorků budou posuzovány změřením jejich základních elektrochemických vlastností pomocí impedanční spektroskopie, kryoskopie a jiných fyzikálních metod. Elektrolyty budou testovány ve spojení s elektrodovými systémy lithno-iontových akumulátorů a akumulátorů na bázi sodíku.
Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.
1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2018 do 15.05.2018)
- Metody stanovení spolehlivosti pájeného spoje v elektronice
Teoretické studium jevů, které způsobují poruchovost pájeného spoje v elektronice (při termomechanickém namáhání). Měření a simulace (ANSYS) spolehlivosti konkrétních pájených spojů. Stanovení metodiky vyhodnocení a určení spolehlivosti, určení únavových koeficientů. Disertabilní jádro: Originální metodika výpočtu spolehlivosti a stanovení únavových koeficientů pro konkrétní aplikaci.
Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.
Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)
Zkratka | Název | J. | Kr. | Pov. | Uk. | Hod. rozsah | Sk. | Ot. |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
DET1 | Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesy | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DEE1 | Matematické modelování v elektroenergetice | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DME1 | Mikroelektronické systémy | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DRE1 | Návrh moderních elektronických obvodů | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DTK1 | Optimalizační metody a teorie hromadné obsluhy | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DFY1 | Rozhraní a nanostruktury | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DTE1 | Speciální měřicí metody | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DMA1 | Statistika. stochastické procesy, operační výzkum | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DAM1 | Vybrané kapitoly řídicí techniky | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DVE1 | Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonů | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DBM1 | Vyšší metody zpracování a analýzy obrazů | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DJA6 | Angličtina pro doktorandy | cs | 4 | Volitelný všeobecný | drzk | Cj - 26 | ano | |
DRIZ | Řešení inovačních zadání | cs | 2 | Volitelný všeobecný | drzk | S - 39 | ano | |
DEIZ | Vědecké publikování od A do Z | cs | 2 | Volitelný všeobecný | drzk | S - 8 | ano |
Zkratka | Název | J. | Kr. | Pov. | Uk. | Hod. rozsah | Sk. | Ot. |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
DTK2 | Aplikovaná kryptografie | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DMA2 | Diskrétní procesy v elektrotechnice | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DME2 | Mikroelektronické technologie | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DRE2 | Moderní digitální bezdrátová komunikace | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DTE2 | Numerické úlohy s parciálními diferenciálními rovnicemi | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DFY2 | Spektroskopické metody pro nedestruktivní diagnostiku | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DET2 | Vybrané diagnostické metody, spolehlivost, jakost | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DAM2 | Vybrané kapitoly měřicí techniky | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DBM2 | Vybrané problémy biomedicínského inženýrství | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DEE2 | Vybrané problémy z výroby elektrické energie | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DVE2 | Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojů | cs | 4 | Volitelný oborový | drzk | S - 39 | ano | |
DJA6 | Angličtina pro doktorandy | cs | 4 | Volitelný všeobecný | drzk | Cj - 26 | ano | |
DCVP | Citování ve vědecké praxi | cs | 2 | Volitelný všeobecný | drzk | P - 26 | ano | |
DRIZ | Řešení inovačních zadání | cs | 2 | Volitelný všeobecný | drzk | ano |
Zkratka | Název | J. | Kr. | Pov. | Uk. | Hod. rozsah | Sk. | Ot. |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
DQJA | Zkouška z angličtiny před státní doktorskou zkoušku | cs | 4 | Povinný | drzk | ano |