Detail oboru

Mikroelektronika a technologie

FEKTZkratka: PP-METAk. rok: 2010/2011

Program: Elektrotechnika a komunikační technologie

Délka studia: 4 roky

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

Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie.
Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů elektrických systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní a měřicí techniku.

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

  1. Biosenzory založené na organických polovodičích

    Pro přípravu biosenzorů může být využito organických tranzistorů. Základem nového biosenzoru bude potenciometrický ISFET (Ion Selective FET). Hradlo tohoto tranzistoru bude přizpůsobeno detekci enzymů a nukleových kyselin, což umožní provádět potenciometrická měření biologických preparátů.

    Školitel: Hubálek Jaromír, prof. Ing., Ph.D.

  2. Diagnostistické metody defektů v solárních článcích

    Vývoj a výzkum nových diagnostických metod.

    Školitel: Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  3. Diagnostistické metody defektů v solárních článcích 2

    Vývoj a výzkum nových diagnostických metod.

    Školitel: Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  4. Distribuce hodinového signálu ve vícedimenzionální paměťové struktuře

    Distribuce hodinového signálu ve vícedimenzionální paměťové struktuře s ohledem na minimalni zpoždění.

    Školitel: Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D.

  5. Elektrochemické nanášení křemíku pro elektrody lithno-iontových akumulátorů a další aplikace

    Elektrochemické nanášení křemíku pro elektrody lithno-iontových akumulátorů a další aplikace, vlastnosti takto připraveného křemíku

    Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.

  6. Elektrochemický voltametrický senzor

    Téma se zabývá elektrochemickou detekcí látek v roztocích, jakožto levnější, rychlejší a flexibilnější alternativou k drahým laboratorním technikám. Cílem práce je návrh elektrochemického voltametrického senzoru/biosenzoru, jeho konstrukce a následné ověření při detekci elektrochemických standardů a v reálných bioaplikacích.

    Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.

  7. Gelové polymerní elektrolyty, studium vlastností pomocí NMR

    Gelové polymerní elektrolyty na bázi MMA a silylu se sodnými ionty, měření jejich pohyblivosti pomocí NMR

    Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.

  8. Kontaktní systémy pro křemíkové solární články

    Jednou z nejdůležitějších operací při výrobě solárních článků je způsob jejich kontaktování, který zajišťuje vodivé propojení povrchů jednotlivých solárních článků. Způsob kontaktování nesmí zmenšovat účinnost solárních článků, ale musí zároveň zajistit nízké výrobní náklady. Cílem práce je navrhnout a otestovat systém zadních kontaktů pro krystalické křemíkové fotovoltaické články.

    Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.

  9. Laboratoře na čipu pro detekci virových onemocnění

    V době kdy lidstvo ohrožují různé epidemie a pandemie nemocí nebo i biologické teroristické útoky je důležitá včasná a rychlá detekce různých virů. Laboratorní procesy jsou složité a zdlouhavé. Cílem práce je za pomocí speciálních navrhových systémů a vyspělých technologií navrhnout a vytvořit systém, který bude jednotlivé procesy miniaturizovat a integrovat na čip.

    Školitel: Hubálek Jaromír, prof. Ing., Ph.D.

  10. Metody analýzy fotovoltaických panelů

    Vývoj a výzkum nových diagnostických metod

    Školitel: Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  11. Moderní on-chip systémy a struktury pro zpracování senzorických signalů

    Cílem práce je návrh integrovaného systému pro zpracování signálů definovaných typů mikrosenzorů. Navržený systém by měl být dostatečně univerzální a jednoduše nastavitelný vnějšími signály tak, aby uměl zpracovat a vyhodnotit s dostatečnou přesností signály rozdílných typů senzorů. Předpokládá se realizace vzorků na čipu v technologiích dostupných na Ústavu mikroelektroniky.

    Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.

  12. Návrh analogových obvodu s nízkým napájecím napětím a nízkým příkonem

    Návrh analogových obvodu s nízkým napájecím napětím a nízkým příkonem. Technologie 0,35 um Amis. Teoretický návrh a experimentální ověření.

    Školitel: Khateb Fabian, prof. Ing. et Ing., Ph.D. et Ph.D.

  13. Návrh digitálních obvodů pro systémey s nízkým napájecím napětím

    Práce je zaměřena na návrh digitálních systémů pracujících na nízkém napětí. Cílem práce je zvýšení maximální pracovní frekvence těchto obvodů při zachování stávajícího příkonu.

    Školitel: Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D.

  14. Nekonvenční aplikace v mikroelektronice

    Proveďte studii nekonvenčních aplikací používaných v mikroelektronice, jež vedou k miniaturizaci elektronických obviodů a systémů. Teorii zpracujte a konvergujte do praktického využití.

    Školitel: Szendiuch Ivan, doc. Ing., CSc.

  15. Nové materiály pro superkondenzátory

    Hledání nových materiálů pro elektrody i elektrolyty superkondenzátorů, včetně nových technologií přípravy

    Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.

  16. Nové materiály pro superkondenzátory 2

    Hledání nových materiálů pro elektrody i elektrolyty superkondenzátorů, včetně nových technologií přípravy

    Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.

  17. Nové materiály pro superkondenzátory 3

    Hledání nových materiálů pro elektrody i elektrolyty superkondenzátorů, včetně nových technologií přípravy

    Školitel: Sedlaříková Marie, doc. Ing., CSc.

  18. Nové možnosti návrhu přesných převodníků AD pro nízkopříkonové senzorické aplikace

    Výstupem práce budou nové obvodové principy, které umožní implementovat do podoby zákaznického integrovaného obvodu bloky, které měří a zpracovávají měronosný signál z různých typů senzorů, se zaměřením na velmi malou spotřebu.

    Školitel: Háze Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  19. Nové obvodové principy pro realizaci kompenzovaných analogových spínačů optimalizovaných pro obvody v technice spínaných proudů

    Na základě podrobného studia navrhněte nový obvodový princip, řešící problematiku analogových spínačů, které jsou využity v obvodech pracujících na principu spínaných proudů (SI). Řešení založte jak na teoretické bázi vč. nutných podpůrných simulací, tak na základě praktického řešení na vyrobeném prototypu integrovaného obvodu.

    Školitel: Háze Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  20. Optimalizace olověného akumulátoru pro použití jako úložiště energie z OZE

    V současné době vzrůstá podíl vyráběné el energie z obnovitelných zdrojů elektrické energie (OZE). Výkon těchto zdrojů je závislý na vnějších vlivech a tudíž nestabilní. Při velkém procentu připojených OZE do energetické sítě dochází k ohrožení stability distribuční sítě. Jednou z možností je použít olověný akumulátor jako úložiště energie a tím stabilizovat výstupní energii z OZE. Úkolem bude analyzovat požadavky, definovat provozní režim akumulátoru a optimalizovat složení aktivních hmot akumulátoru pro tento režim provozu. Výsledky ověřit experimentálně.

    Školitel: Bača Petr, doc. Ing., Ph.D.

  21. Perspektivní technologie a struktury pro bezpečnostní vodíkové senzory

    Plánované rozsáhlé používání vodíku přinese problémy s bezpečností protože vodík není jen snadno zápalný plyn s limitní koncentrací pro zapálení 4%, ale je také bezbarvý a bez zápachu.- Současně pužívané technologie pro detekci vodíku mají četné nevýhody a vodíkové sensory mohou interagovat s běžně se vyskytujícími plyny. Pro zvýšení citlivosti při normální teplotě a potlačení teplotní závislosti jsou uvažovány perspektivní nanostrukturované materiály.

    Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.

  22. Použití nanočástic pro bezolovnaté pájecí pasty v elektrotechnice

    Úkolem práce bude schromáždění současných poznatků o problematice ,pokusy realizovat pájecí bezolovnatou pájecí pastu s nanočástic aby se dosáhlo nižší teploty přetavení a dobrého přetavení. Pokus o přípravu pasty ve vakuu aby se zamezila oxidace částic.

    Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.

  23. Příčiny předčasné ztráty kapacity olověných akumulátorů pracujících v PSoC režimu.

    Olověné akumulátory v hybridních elektrických vozidlech (HEV) pracují v režimu PSoC (Partial State of Charge). Při dlouhodobém provozu v PSoC režimu dochází k novým mechanizmům poruch.Tyto mechanizmy jsou často dávány do souvislosti z nevratnou sulfatací záporných elektrod. Úkolem výzkumu je dosáhnout stavu, kdy sulfatace záporné elektrody nebude limitujícím faktorem životnosti olověných akumulátorů v HEV.

    Školitel: Bača Petr, doc. Ing., Ph.D.

  24. Senzor plynů založený na uhlíkových nanotrubicích

    Práce se zabývá problematikou detekce plynů pomocí speciálních chemických senzorů. Cílem práce je návrh, konstrukce a ověření vlastností senzoru plynů, který ke své funkci využívá aktivní vrstvy realizované pomocí modifikovaných uhlíkových nanotrubic.

    Školitel: Boušek Jaroslav, prof. Ing., CSc.

  25. Spolehlivost bezolovnatých pájených spojů v elektrotechnice a mikroelektronice

    Ukolem práce bude zkoumat termomechanickou spolehlivost konkrétních pájených spojení pro bezolovnaté pájky zrychlených cyklováním. Porovnání naměřených a simulovaných výsledků. Pro simulace používat ANSYS a různé únavové modely.

    Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.

  26. Technologická integrace v konstrukci elektronických obvodů a systémů

    Řešení nových integračních principů při konstrukci moderních obvodů a systémů (čipy, embeded součástky, moderní pouzdření 3D).

    Školitel: Szendiuch Ivan, doc. Ing., CSc.

  27. Technologická integrace v konstrukci elektronických obvodů a systémů 2

    Řešení nových integračních principů při konstrukci moderních obvodů a systémů (čipy, embeded součástky, moderní pouzdření 3D).

    Školitel: Szendiuch Ivan, doc. Ing., CSc.

  28. Termofotovoltaika a termofotonika

    Vývoj nových typů fotovoltaikcých článků založených na termofotovoltaice.

    Školitel: Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  29. Vestavěné systémy pro personální medicínu

    V současné době se začínají připravovat systémy POC (Point Of Care), které mají sloužit pro monitorování zdraví a lékařkou pomoc. Jde o systémy, které jsou mobilní, zabudované do přenosných přístrojů jako např. mobilní telefony, přehrávače MP3, iPod, PDA apod. nebo jako domácí specializované přístroje. Tyto systémy obsahují sofistikované senzory a detektory a pomocí bezdrátových technologií jsou přenášený do nadřazených systémů. Ty zajišťují dané osobě potřebné služby jako jsou zdravotní doporučení nebo varování, leákařská pomoc nebo rady bez nutosti osobní návštěvy lékaře.

    Školitel: Hubálek Jaromír, prof. Ing., Ph.D.

  30. Vestavěné systémy pro zdraví a wellness

    V současné době se začínají připravovat systémy pro monitorování a kontrolu zdraví a pro wellness. Jde o systémy, které jsou mobilní, zabudované do přenosných přístrojů jako např. mobilní telefony, přehrávače MP3, iPod, PDA apod. Tyto systémy obsahují sofistikované senzory a detektory a pomocí bezdrátových technologií jsou přenášený do nadřazených systémů. Ty zajišťují dané osobě potřebné služby jako jsou zdravotní doporučení nebo varování a pod.

    Školitel: Hubálek Jaromír, prof. Ing., Ph.D.

  31. Vliv aditiv v záporné aktivní hmotě na životnost olověných akumulátorů pracujících v PSoC režimu.

    Olověné akumulátory v hybridních elektrických vozidlech (HEV) pracují v režimu PSoC (Partial State of Charge). Při dlouhodobém provozu v PSoC režimu dochází k novým mechanizmům poruch.Tyto mechanizmy jsou často dávány do souvislosti z nevratnou sulfatací záporných elektrod. Úkolem výzkumu je stanovit princip činnosti jednotlivých aditiv záporné aktivní hmoty při PSoC režimu.

    Školitel: Bača Petr, doc. Ing., Ph.D.

  32. Vysokoteplotní procesy ve výrobě křemíkových fotovoltaických článků

    Při výrobě křemíkových fotovoltaických článků se uplatňuje mnoho vysokoteplotních procesů, jako jsou difúze, oxidace, RTA a další. Náplní práce bude vytvoření teplotních profilů, které se osvědčí jako vhodné pro výrobu a zvýší výtěžnost výroby..

    Školitel: Szendiuch Ivan, doc. Ing., CSc.

  33. Využití kvantových nanoteček v chemické analýze

    Cílem práce bude vytváření nanoteček v koloidním roztoku nebo na povrchu substrátů a jejich následná funkcionalizice vhodnými skupinami sloučenin pro fluorescenční analýzu látek. Práce bude základem pro rozpoznávání virů a biologicky zajímavých látek za pomocí flurescenčních markerů. Práce bude významná pro budoucí aplikace především v medicíně.

    Školitel: Hubálek Jaromír, prof. Ing., Ph.D.

  34. Vývoj a návrh vysokorychlostních aritmetických operací pro nízkopříkonové digitální integrované obvody VLSI

    Práce je zaměřena na vývoj a návrh nových algoritmů a obvodových struktur vysokorychlostních (High-Speed) aritmetických operací využitelných v nízkopříkonových (Low-Power) digitálních integrovaných obvodech VLSI (Very-Large-Scale Inregration) . V prostředí Cadence navrhněte fyzickou realizaci navržených algoritmů a obvodových struktur v technologii CMOS a proveďte analýzu dosažených výsledků s ohledem na plochu, rychlost a spotřebu. Pro práci je doporučena znalost návrhu digitálních integrovaných obvodů, jazyku VHDL, metodika návrhu aritmetických operaci a práce v návrhovém prostředí Cadence.

    Školitel: Fujcik Lukáš, doc. Ing., Ph.D.

  35. Výzkum nových možností zabezpečení mikroprocesorově řízených systémů

    Výzkum nových možností zabezpečení mikroprocesorově řízených systémů bude zaměřen především na analýzu bezpečnostních rizik a možnosti implementace nejnovějších bezpečnostních funkcí s cílem zajistit ochranu mikroprocesorově řízených systémů proti vnějším útokům a zamezit případným bezpečnostním hrozbám. Práce bude zaměřena jak na zajištění zabezpečení jednotlivých zařízení tak i komunikace mezi mikroprocesorově řízenými systémy prostřednictvím heterogenních sítí. Nezbytnou součástí zabezpečení mikroprocesorově řízených systémů je i ochrana proti odposlechnutí citlivých dat a zajištění bezpečného uložení zpracovávaných dat v paměťových prvcích.

    Školitel: Kadlec Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

  36. 3D propojení pro LTCC keramiku

    Úkolem bude realizace vícevrstvových struktur na LTCC keramice. Vytvoření vodivých propojení na jednotlivých vrstvách a mezi nimi. Zkoumání spolehlivosti propojení v závislosti na konstrukci, materiálech vodivých past a na technologických podmínkách, (např. ve vakuu). Realizace konkrétní struktury.

    Školitel: Šandera Josef, doc. Ing., Ph.D.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DET1Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DEE1Matematické modelování v elektroenergeticecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DME1Mikroelektronické systémycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DTK1Moderní síťové technologiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DRE1Návrh moderních elektronických obvodůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DFY1Rozhraní a nanostrukturycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DTE1Speciální měřicí metodycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DAM1Vybrané kapitoly řídicí technikycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DVE1Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DBM1Vyšší metody zpracování a analýzy signálů a obrazůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DMA1Statistika. stochastické procesy, operační výzkumcs4Volitelný všeobecnýdrzkS - 39ano
1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DTK2Aplikovaná kryptografiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DME2Mikroelektronické technologiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DRE2Moderní digitální bezdrátová komunikacecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DTE2Numerické úlohy s parciálními diferenciálními rovnicemics4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DFY2Spektroskopické metody pro nedestruktivní diagnostikucs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DET2Vybrané diagnostické metody, spolehlivost, jakostcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DAM2Vybrané kapitoly měřicí technikycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DBM2Vybrané problémy biomedicínského inženýrstvícs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DEE2Vybrané problémy z výroby elektrické energiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DVE2Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DMA2Diskrétní procesy v elektrotechnicecs4Volitelný všeobecnýdrzkS - 39ano
1. ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DQJAZkouška z angličtiny před státní doktorskou zkouškucs4Povinnýdrzkano
DJA6Angličtina pro doktorandycs4Volitelný všeobecnýdrzkCj - 26ano