Detail předmětu

Diagnostické metody v elektrotechnice

FEKT-MPC-DMEAk. rok: 2026/2027

Diagnostické metody pro stanovení vlastností a parametrů materiálů používaných nejen v elektrotechnice. 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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Pavel Čudek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Vstupní znalosti

Znalost elektrotechnických materiálů na úrovni bakalářského předmětu Diagnostika a zkušebnictví. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

až 40 bodů v průběhu semestru (20 bodů za laboratorní cvičení a 20 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.
Povinná účast ve výuce.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s různými diagnostickými metodami. Studenti se seznámí s diagnostikou elektrochemických zdrojů elektrické energie na bázi Li-Ion, s diagnostikou materiálů metodami rastrovací elektronové mikroskopie, resp. environmentální rastrovací elektronové mikroskopie, energiově disperzní spektroskopie, optické mikroskopie, mikroskopie rastrujícím hrotem a rentgenové difrakce. Získají informace o různých fyzikálních metodách používaných pro stanovení fyzikálních vlastností, parametrů, struktur a chemického složení různých materiálů.

Základní literatura

Frank,L., Král,J.: Metody analýzy povrchů. Iontové, sondové a speciální metody. Academia, Praha,2002 (CS)
Ifan Hughes, Thomas Hase; Measurements and their Uncertainties: A practical guide to modern error analysis; Oxford University Press; 2010 (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)
OĆonnor, D.J. and others: Surface Analysis Methods in Materials Science. Springer Berlin 2003. ISBN0931-5195 (EN)
Reimer,L.:Scanning electron microscopy,Springer Verlag Berlin,2005 (EN)
Van Zant, P.: Microchip fabrication. Fourth edition. McGraw-Hill Publication. New York, 2000. (EN)

Doporučená literatura

Čudek, Pavel; Jaššo, Kamil. Diagnostické metody v elektrotechnice, Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, Ústav elektrotechnologie, 182 s. 2025. (CS)
Mentlík, V., Pihera, J. a kol.: Diagnostika elektrických zařízení. BEN 2008, ISBN 978-80-7300-2 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-TIT magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program MPC-EVM magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu
  • Program MPC-EEN magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program NMSP-RRTES magisterský navazující

    specializace RRTS , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Čudek, Ph.D.

Osnova

Optická mikroskopie – pozorování v optické mikroskopii, geometrie čoček, vady optických čoček a jejich kompenzace, vlastnosti a typy objektivů, vlastnosti a typy okulárů, charakteristické hodnoty mikroskopu, způsoby pozorování vzorků v optické mikroskopii, stereoskopická pozorování, konfokální laserová mikroskopie

Metody elektronové mikroskopie – fyzika subatomárních částic, princip funkce transmisního a rastrovacího elektronového mikroskopu, zdroje elektronů, vady elektromagnetických čoček, charakteristické hodnoty mikroskopu, environmentální rastrovací elektronová mikroskopie, interakce elektronového svazku s pevnou látkou, metoda EBIC, detekční systémy pro rastrovací elektronovou mikroskopii.

Spektroskopie – principy buzení spekter, spektrální analýza, energiově a vlnově disperzní spektroskopie, detekce charakteristického RTG, analytické metody v prvkové analýze.

Mikroskopie rastrujícím hrotem – základní principy mikroskopie s rastrujícím hrotem, princip a popis funkce rastrovacího tunelovacího mikroskopu, princip a popis funkce mikroskopu atomárních sil

Elektrochemické zdroje elektrické energie

Difrakce

Zkoušky

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Čudek, Ph.D.

Osnova

Rastrovací elektronová mikroskopie, sledování vzorků jednotlivými typy detektorů, vyhodnocení získaných informací.

Energiově disperzní spektroskopie. Kvalitativní a kvantitativní vyhodnocení spekter.

EBIC – analýza polovodičových struktur pomocí elektronového svazku. Stanovení difúzní délky minoritních nosičů. PN přechod

Rentgenová difrakce

počítačová tomografie

Elektrochemické zdroje elektrické energie

Nejistoty měření