Prezenční studium

4 roky

doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Předseda :
doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.
Místopředseda :
doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.
Člen interní :
prof. Ing. Pavel Koktavý, CSc. Ph.D.
prof. Ing. Jaromír Hubálek, Ph.D.
doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.
doc. Ing. Petr Bača, Ph.D.
Člen externí :
prof. Ing. Josef Lazar, Dr.

Studijní program doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech mikroelektroniky, elektrotechnologie a fyziky materiálů zejména pak v teorii, návrhu a testování integrovaných obvodů a systémů, v polovodičových prvcích a strukturách, v inteligentních senzorech, v optoelektronice, v elektrotechnických materiálech a výrobních procesech, v nanotechnologiích, ve zdrojích elektrické energie, v defektoskopii materiálů a součástek.
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.

Absolvent doktorského studijního programu "Mikroelektronika a technologie" umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti mikroelektroniky a elektrotechnologie. Dále je vybaven vědomostmi zejména z fyziky polovodičů, kvantové elektroniky, a umí samostatně řešit problematiku spojenou s mikro- a nanotechnologiemi.
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 prezentovaných oblastech doktorského programu. 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.

Absolvent doktorského studijního programu "Mikroelektronika a technologie" je schopen řešit složité a časově náročné úkoly v oblastech jako návrhář integrovaných resp. elektronických obvodů a komplexních elektronických zařízení. Má kvalitní znalosti z oblasti moderních materiálů pro elektrotechniku a jejich využití v elektroprůmyslu. Dále je schopen se orientovat v oblasti fyziky materiálů a součástek, nanotechnologií a další.
Znamená to, že absolvent nalezne uplatnění na pozici člena vývojového týmu integrovaných obvodů, složitých elektronických přístrojů a zařízení, jejich testování a servis. Dále jako technolog ve výrobě elektronických součástek, výzkumník v oblasti materiálového inženýrství pro elektrotechnický průmysl, 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. Stejně tak je schopen vést i celý tým pracovníků v uvedených oblastech.
Typickým zaměstnavatelem absolventa studijního programu Mikroelektronika a technologie je výrobní a/nebo výzkumný podnik, který se oborově zaměřuje na uvedené oblasti. Dalším možným zaměstnavatelem může být výzkumná organizace typu ústavu AV ČR. Absolvent nalezne uplatnění i na univerzitní půdě jako akademický pracovník na pozici odborného asistenta.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Student si zapíše a vykoná zkoušky z povinných předmětů. Dále dle specifického zaměření doktorského studia má student povinnost absolvovat alespoň jeden z předmětů Moderní mikroelektronické systémy; Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesy; anebo Rozhraní a nanostruktury, a dalších povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtina pro doktorandy, Řešení inovačních zadání, Vědecké publikování od A do Z).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat. Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti mikroelektroniky, elektrotechnologie, fyziky materiálů, nanotechnologií, elektrotechniky, elektroniky, teorie obvodů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertační práci se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2020 do 15.05.2020)

1. Charakterizace elektrodových materiálů elektrochemických zdrojů proudu pomocí elektrochemických metod a ex-situ/in-situ rentgenových metod

   Doktorská práce se bude zabývat studiem vlastností elektrodových materiálů pro elektrochemické zdroje proudu, zejména lithium-iontové a post-lithiové systémy. Budou použity metody in-situ/ex-situ rentgenové difrakční spektroskopie a dalších rentgenových a spektroskopických metod.

   Školitel: Čech Ondřej, Ing., Ph.D.

2. In-situ pozorování povrchových dějů na elektrodách akumulátorů pomocí AFM mikroskopie

   AFM mikroskopie je jedna z vhodných technik k pozorování povrchů elektrod v jejich přirozeném prostředí. Cílem zadání je vypracovat metodiku, která umožní využít tuto mikroskopickou techniku k pozorování dějů, které probíhají v různých typech akumulátorových systémů v různých provozních režimech. Výstupem zadání bude ověření dostupných znalostí o procesech probíhajících v akumulátorech a získání nových poznatků o těchto procesech.

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

3. Návrh a testování digitálních obvodů pro kosmické aplikace

   Návrh a testování digitálních obvodů pro kosmické aplikace. Nalezení vhodných struktur a metodiky návrhu digitálních obvodů pro kosmické aplikace s ohledem na robustonost a spolehlivost v extrémních podmínkách.

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

4. Nové gelové polymerní elektrolyty pro Li-ion a postlithiové akumulátor

   Tato práce se zabývá novými gelovými polymerními elektrolyty, které by měly být náhradou dosud používaných kapalných i polymerních elektrolytů v Li-ion a post-lithno iontových akumulátorech. V práci budou připraveny gelové elektrolyty na bázi kopolymerů methylmethakrylátu s ethylmethakrylátem, buthylmethakrylátem a laurylmethakrylátem. Budou měřenyelektrické i elektrochemické vlastnosti těchto elektrolytů, jak samostatně tak v kombinaci s elektrodovými materiály kladných či záporných elektrod.

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

5. Přesné měření 3D vzdáleností

   Měření rozměrů prostorových objektů se v poslední době stává velice důležité s ohledem na rozvíjející se technologie 3D tisku, rozšířené reality, navigací a nejrůznějších přenosných zařízení. Pro optické měření vzdálenosti je zavedeno a používáno několik přístupů vhodných pro konkrétní aplikace, odlišujících se rozlišením, měřícím rozsahem, rychlostí měření, finanční a technickou náročností. Práce bude věnována teoretickým principům a aplikačním možnostem vybraných metod, výzkumu v této oblasti a experimentálnímu ověření předpokladů.

   Školitel: Škarvada Pavel, Ing., Ph.D.

6. Solární články na bázi perovskitů

   Práce je zaměřena na studium vlastností perovskitových solárních článků a sledování vlivu změn jednotlivých funkčních struktur na chování celého systému.

   Školitel: Novák Vítězslav, doc. Ing., Ph.D.

7. Studium vlastností akumulátoru v závislosti na provozních podmínkách

   U zvolených akumulátorů konstrukce pouch bude testován vliv provozních podmínek na elektrochemické vlastnosti jako je kapacita, zatížitelnost, vnitřní odpor a cyklovatelnost. Bude studován vliv kladných a záporných teplot na tyto parametry pomocí elektrochemických metod jako je galvanostatické cyklování nebo elektrochemická impedanční spektroskopie. Současně budou sledovány teplotní a rozměrové změny článku během těchto analýz. Dále bude studován vliv různého tlaku působícího na stěny akumulátoru na elektrochemické vlastnosti během jeho cyklování. Na závěr bude akumulátor rozebrán a provedena post-mortem analýza, při které budou vyhodnoceny pomocí fyzikálních metod změny struktury materiálů na elektrodách akumulátoru. Práce bude koordinována ve spolupráci se Škodou Auto.

   Školitel: Kazda Tomáš, prof. Ing., Ph.D.

8. Technologie recyklace Li-Ion akumulátorů

   Téma je zaměřeno na problematiku lithno-iontových akumulátorů a jejich recyklaci. Cílem bude návrh nových metod a modifikace metod v současnosti používaných pro recyklaci olověných akumulátorů pro recyklaci lithno-iontových akumulátorů za účelem dosažení co nejvyšší efektivity recyklace elektrodových materiálů. Pro proces recyklace budou zkoumány nové typy ekologicky šetrných postupů a rozpouštědel, které by v současnosti využívané velmi agresivní a neekologická rozpouštědla nahradily. Celkový zisk recyklované hmoty akumulátoru by měl přesahovat 70% hmoty původní. Výsledky získané z tohoto výzkumu pomohou zvýšit dlouhodobou udržitelnost technologie lithno-iontových akumulátorů potřebných pro rozvoj elektromobility.

   Školitel: Kazda Tomáš, prof. Ing., Ph.D.

9. Využití odstředivého spřadání vláken pro přípravu materiálů pro elektrochemické zdroje proudu

   Tématem práce bude příprava vlákenných materiálů pomocí odstředivého spřádání a jejich využití v elektrochemických zdrojích proudu.

   Školitel: Čech Ondřej, Ing., Ph.D.

10. Výzkum nadzvukového proudění na pomezí mechaniky kontinua.

    Základem dizertační práce je výzkum v oblasti nadzvukového proudění v nízkých tlacích v oblasti pomezí mechaniky kontinua s ohledem na funkčnost Environmentálního rastrovacícho elektronového mikroskopu při čerpání vakuových komor.

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