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.

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.

prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc.

1. Dielektrická relaxační spektroskopie oxidů titanu, tantalu, lanthanu, niobu a hafnia

   Předmětem studia bude pořízení a následná analýza dielektrických spekter tenkovrstvých oxidů titanu, tantalu, lanthanu a niobu pro aplikace v katodách se studenou emisí. Měření elektrických vlastností budou probíhat ve frekvenčním intervalu 20 Hz - 3 GHz a dále v časové oblasti s následující transformací do frekvenční oblasti, při teplotách od cca 10 K do 500 K. Cílem je identifikace procesů, které probíhají v katodách při jejich provozu, a návazně prodloužení životnosti katod.

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

2. Elektrické vlastnosti systémů polydimetylsiloxan - SiO2 a vytváření kompozitních vrstev s velmi nízkou permitivitou

   Cílem práce bude prostudovat elektrické vlastnosti systémů polydimetylsiloxan - SiO2 a tenkých vrstev na nich vytvořených. Tyto systémy se vyznačují velmi nízkou relativní permitivitou (< 3,5) a jeví se jako slibný materiál pro dielektrické filmy určené pro organické tenkovrstvé tranzistory (OTFT). Zpracování tématu si bude vyžadovat experimentální práce při přípravě vzorků, teoretické studium mikroskopického chování systémů polydimetylsiloxan - SiO2 v elektrických polích i měření elektrických vlastností vytvořených struktur. K dispozici je vybavení laboratoře dielektrické relaxační spektroskopie na Ústavu fyziky FEKT VUT v Brně s frekvenčním rozsahem cca 10E-3 - 10E+9 Hz, včetně héliového kryostatu pro teplotní interval 10 - 500 K.

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

3. Radiační přenos energie v obloukovém plazmatu

   Radiační přenos energie výrazně ovlivňuje fyzikální procesy probíhající v plazmatu, hraje důležitou roli v mnoha zařízeních využívajících plazmové procesy, např. při tvorbě povrchů specifických vlastností, pro syntézu látek, likvidaci škodlivin, plazmovou metalurgii, apod. Experimentální sledování radiačního přenosu je velmi obtížné v důsledku extrémních podmínek - vysoká teplota, tlak, apod. Proto je velmi důlažité matematické modelování. Cílem práce je zvládnout aproximační metodu sférických harmonických funkcí (PI-aproximace), získané výsledky radiačního přenosu energie pro vybrané druhy plazmatu srovnat s výsledky získanými metodou parciálních charakteristik, diskutovat výhodnost a použitelnost obou metod.

   Školitel: Bartlová Milada, doc. RNDr., Ph.D.

4. Rekonstrukce původního průběhu ze změřeného vybíjecího proudu v dielektriku obsahujícího šum.

   Předmětem studia a výzkumu bude získání nezašuměného průběhu vybíjecího proudu dielektrik a následná Fourierova transformace s cílem stanovit průběh frekvenční závislosti komplexní permitivity (jejíž imaginární část se označuje jako dielektrické spektrum). Těžiště práce by mělo spočívat ve zpracování velkého počtu naměřených vzorků vybíjecího proudu obsahujících šum, v definici šumu a jeho filtraci. Na tuto první část bude navazovat část druhá, spočívající ve Fourierově transformaci již odfiltrovaného průběhu vybíjecího proudu. Tato část si bude vyžadovat studium metod diskrétní Fourierovy transformace a výběr metody, která bude pro případ neperiodického průběhu výchozí funkce nejvhodnější.

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

5. Studium materiálů pro katody v elektronové mikroskopii

   Úkolem výzkumu je optimalizovat tlouštku oxidové vrstvy na materiálech sloužících jako katody v elektronové mikroskopii. Porovnávat Schottkyho emisi a studenou emisi při pokojové teplotě. Experimentálně a teoreticky podložit údaje o výstupní práci elektronu použitých kovů a afinitě elektronu v oxidu. Sledovat životnost katod a ověřit jejich spolehlivost pomocí šumové spektroskopie.

   Školitel: Hruška Pavel, doc. RNDr., CSc.

6. Studium materiálů pro katody v elektronové mikroskopii.

   Úkolem výzkumu je optimalizovat tlouštku oxidové vrstvy na materiálech sloužících jako katody v elektronové mikroskopii. Porovnávat Schottkyho emisi a studenou emisi při pokojové teplotě. Experimentálně a teoreticky podložit údaje o výstupní práci elektronu použitých kovů a afinitě elektronu v oxidu. Sledovat životnost katod a ověřit jejich spolehlivost pomocí šumové spektroskopie.

   Školitel: Hruška Pavel, doc. RNDr., CSc.

7. Studium záporných dielektrických ztrát v systémech s porézními skelnými matricemi

   Předmětem studia a výzkumu bude existence záporných dielektrických ztrát v některých druzích keramiky a možnost využití tohoto jevu v polovodičových strukturách obsahujících tenké vrstvy na bázi SiO2. Zpracování tématu si bude vyžadovat experimentální práce při přípravě vzorků, teoretické studium mikroskopického chování porézních systémů v elektrických polích i měření elektrických vlastností vytvořených keramik. K dispozici je vybavení laboratoře dielektrické relaxační spektroskopie na Ústavu fyziky FEKT VUT v Brně s frekvenčním rozsahem cca 10-3 - 109 Hz, včetně héliového kryostatu pro teplotní interval 10 - 500 K.

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

8. Vliv zbytkového proudu submikronových MOSFET na RTS šum

   Cílem práce je objasnit vliv Poole-Frenkel a tunelového mechanismu přenosu náboje v tenké oxidové vrstvě hradla na RTS šum. Dále zpřesnění generačně-rekombinačního modelu pro popis RTS šumu, objasnění závislosti amplitudy RTS šumu na příčné a podélné složce intenzity elektrického pole v kanálu. Z analýzy statistických charakteristik RTS šumu bude určen model zahrnující jednorozměrný a dvourozměrný stochastický proces. Z měření RTS šumu v teplotním rozsahu 100-400K budou stanoveny energetické lokalizované stavy a GR centra v izolační vrstvě hradla.

   Školitel: Pavelka Jan, doc. Mgr., CSc. Ph.D.

9. Zdroje šumu v CdTe detektorech záření

   Cílem je získat experimentální údaje o zdrojích šumu v senzorech zářeni X a gamma na bázi CdTe, určit šumový ekvivalentní výkon a detektivitu. Ze závislosti proudové spektrální hustoty na charakteristických veličinách elektronového plynu, jako je střední volná dráha nosičů, pohyblivost, závislost na teplotě, osvětlení a intenzitě elektrického pole, bude určen mechanismus vzniku šumu 1/f ve vzorcích s velkým objemem. Cílem je získat experimentální poznatky k dokonalejšímu popisu šumu 1/f a dále vytvořit základ pro novou metodu měření pohyblivosti nosičů v polovodičích, v nichž je šum 1/f určen převážně fluktuací pohyblivosti. Metoda lokalizace zdrojů šumu bude využita při úpravě technologie přípravy ohmických kontaktů na homogenních vzorcích CdTe.

   Školitel: Pavelka Jan, doc. Mgr., CSc. Ph.D.