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. Aditivní technologie ve výrobě komponent lithium-iontových akumulátorů

   Cílem dizertační práce je shrnutí současného stavu poznání v oblasti využití 3D tisku pro tvorbu komponent lithium-iontových akumulátorů (separátor, aktivní hmoty, elektrody). Následně pak hlubší studium takto vytvořených struktur a komponent z hlediska elektrochemických měření a charakterizace pomocí mikroskopických metod. Součástí práce bude návrh konstrukce potřebného zařízení.

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

2. Degradace perovskitových solárních článků

   Perovskitové solární články jsou v dnešní době z hlediska efektivity jedny z nejrychleji vyvíjených solárních článků vůbec. V průběhu několika málo let již dokázaly překonat efektivitu běžně dostupných křemíkových článků a stávají se tak velice perspektivními. Značnou výzvou pro zvládnutí této technologie a její stabilizace je však snaha o minimalizaci různých degradačních procesů. Cílem této práce je zkoumání stárnutí perovskitových solárních článků při odlišných teplotních i atmosférických podmínkách a fyzikální popis těchto mechanismů. Bude provedena analýza jak struktury, tak i elektrických vlastností článku. Jako výstup je očekáván i případný popis řešení, redukce a zpomalení několika vybraných degradačních procesů.

   Školitel: Papež Nikola, Ing., Ph.D.

3. Dielektrická spektroskopie keramických prášků

   Práce se zabývá různými metodami měření dielektrické konstanty a dielektrických ztrát na keramických prášcích. Jedná se o poměrně složitý úkol, kdy se bude vycházet ze dvou metod měření, které již existují. První metoda je založená na bázi směsné metody míchání keramického prášku s epoxidem, a druhá metoda vychází z dielektro-phoretické principu. Nicméně získané výsledky obou metod jsou spekulativní a je snaha najít novou techniku měření, popřípadě modifikovat již tyto známé metody.

   Školitel: Holcman Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

4. Dielektrická spektroskopie materiálů s vysokou permitivitou

   Materiály s vysokou permitivitou jsou zapotřebí pro nové aplikace, např. v integrovaných obvodech další generace (32 nm) či v kondenzátorech. Ve výrobě kondenzátorů jsou materiály s vysokou permitivitou žádoucí pro dosažení vyšší hustoty energie v kondenzátoru, a tedy ke zmenšování rozměrů. V dnešní době je této oblasti výzkumu věnována velká pozornost např. CCTO materiály atd.

   Školitel: Holcman Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

5. Elektrická analýza bateriových modulů.

   Dizertační práce se věnuje výzkumu degradačních procesů v bateriích s využitím šumové spektroskopie. Cílem dizertační práce je analyzovat pomocí šumové spektroskopie degradační procesy v bateriích a navrhnou opatření pro jejich monitoring a minimalizaci.

   Školitel: Holcman Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

6. Elektrická polarizace zvlákněných polymerů

   Práce se zabývá možností polarizace zvlákněných polymerů na bázi polyvinylidenfluoridu (PVDF), kde vyrobený materiál obsahuje více než 70% vzduch. PVDF vyžaduje při polarizaci konvenční metodou elektrické pole o velikosti 400 až 500 MV/m aby došlo k přetvoření α fáze na β fázi, kdy pak vzorek vykazuje piezoelektrické vlastnosti. U tenkých filmů tato polarizace probíhá v olejové lázni, kde elektrody jsou naneseny jen na malé části uprostřed vzorku, aby se předešlo elektrickým výbojům na okrajích. Již tato polarizace je složitá. Materiál musí vykazovat vysokou dielektrickou pevnost, aby nedošlo k destruktivnímu elektrickému průrazu skrz materiál. Proto existují další metody polarizace PVDF, kdy se olejová lázeň zahřívá a tak se dá použít nižší elektrické pole. Nebo se používá polarizace koronou, která je výhodná pro polarizování vzorků, které nejsou opatřeny elektrickými kontakty. Zvlákněné PVDF polymery připravené pomocí elektrospinovacího zařízení by měli být piezoelektrické již od samotné výroby. Práce se bude zabývat možností polarizace zvlákněných PVDF polymerů, které piezoelektrický jev nevykazují a je proto potřeba je polarizovat.

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

7. Elektrodové materiály pro sodno-iontové akumulátory

   Dizertační práce bude zaměřena na výzkumu a vývoji v oblasti elektrodových materiálů pro sodno-iontové akumulátory. Cílem dizertační práce je syntetizovat a elektrochemicky charakterizovat elektrodové materiály pro sodno-iontové akumulátory založené sloučeninách sodíku, niklu a manganu.

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

8. Fluktuace transportu elektrického náboje u tranzistorů se vzduchovém/vakuovým kanálem

   Cílem práce je popis a studium mechanismů fluktuace emise volných elektronů u tranzistorů se vzduchovém/vakuovým kanálem, což by mělo pomoci v rozvoji vakuové nanoelektroniky. tranzistory budou připravovány ve spolupráci s Ústave přístrojové techniky AVČR.

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

9. Fluktuace transportu náboje u organických elektrochemických tranzistorů pracující jako senzoru plynu

   Organický elektrochemický tranzistor je typickým příkladem užitím iontové kapaliny u elektronické součástky. Cílem práce je studie a popis transportních charakteristik s důrazem na fluktuaci transportu nosiče náboje. Vozrky budou připravovány na pracovišti ZČU v Plzni. Práce navazuje na dlouhodobou spolupráci mezi pracovišti a dále na dlouhodobý výzkum šumu v ve FET na UFYZ.

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

10. Charakterizace stavu lithových baterii pomocí šumové spektroskopie

    Cílem práce je navrhnout metodiku odhadu doby života baterie na základě studia proudových fluktuací při nabíjení a vybíjení lithiových baterií/článků. Metodika by měla využívat nejnovějších metod umělé inteligence.

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

11. Interakce polymerických a biologických materiálů

    Náplní tohoto tématu doktorského studia je zkoumání interakcí čistých polymerických materiálů, například polyvinylidene fluorid (PVDF), i polymery s příměsemi, s biologickými materiály na buněčné úrovni. Mezi přednostně zkoumané interakce patří řízený růst osteoblastů na polymerické struktuře a dezinfekční schopnosti zkoumaných polymerů za katalytického vlivu ultrafialového záření.

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

12. Návrh a optimalizce algoritmů v číslicových obvodech pro kosmický výzkum

    Disertační práce by se zabývala návrhem a optimalizací speciálních algoritmů a struktur v číslicových obvodech FPGA/ASIC využitelné ve vesmírném výzkumu. Návrh a optimalizace algoritmů by měla být zaměřená na radiační odolnost a robustnost při použití v extrémních podmínkách.

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

13. Nová metoda dekodování pro asynchronní delta sigma modulátory

    Součastné motody dekódování signálů z asynchronních delta sigma modulátorů (ADSMs) limitují vstupní dynamický rozsah modulátoru a vyžadují vysoký vzorkovací kmitočet. Cílem práce je navrhnout novou metodu dekódování pro ADSMs. Dále navrhnout ADSMs včetně nové metody dekódování na tranzistorové úrovni v programu Cadence a ověřit dosažené parametry. Na závěr vyhodnotit přínos nové metody.

    Školitel: Kledrowetz Vilém, doc. Ing., Ph.D.

14. 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.

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

15. Nové struktury laditelných analogových obvodů využívající technologii SOI

    Cílem práce je detailní seznámení se s vlastnostmi moderních technologií SOI a z toho plynoucími možnostmi přelaďování parametrů analogových bloků používaných v převodnících AD. Výstupem práce budou nové struktury analogových obvodů navržené na tranzistorové úrovni a jejich verifikace pokročilými analýzami zohledňující lokální i globální rozptyl procesu.

    Školitel: Kledrowetz Vilém, doc. Ing., Ph.D.

16. 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.

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

17. Pozorování dějů na elektrodách akumulátorů pomocí mikroskopie atomárních sil

    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.

18. Radiační charakteristiky termického 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. Cílem práce je pomocí různých aproximačních metod najít řešení rovnice přenosu záření, porovnat získané výsledky pro vyzářenou energii a tok záření pro vybrané druhy plazmatu, diskutovat výhodnost a použitelnost jednotlivých výpočetních metod.

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

19. 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.

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

20. Vliv prostředí na degradaci solárních článků a panelů

    Práce se bude zabývat vlivem prostředí na degradaci solárních panelů se zaměřením na porovnání polohy instalace, topologii instalace, typ FV instalace, materiál článků, způsob provozu jednotlivých FV instalací. Cíle práce je vytvoření modelového vztahu, který by tyto vlivy vyjadřoval.

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

21. Záporné elektrodové materiály pro sodno-iontové baterie

    Dizertační práce se věnuje výzkumu a vývoji v oblasti sodno-iontových baterií. Práce je zaměřena na vývoj záporných (anodových) elektrodových materiálů pro sodno-iontové baterie. Cílem dizertační práce je syntetizovat a elektrochemicky charakterizovat záporný elektrodový materiál založený na sodno-titaničitých sloučeninách (NaxTiyOz).

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

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2022 do 15.05.2022)

1. Biodegradabilní kostní implantáty

   Výzkum biodegradabilních kostních implantátů na bázi sintrovaných materiálů na bázi železa s přídavkem vybraných aditiv. Příprava a studium mechanismů koroze

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

2. Biodegradabilní kostní implantáty

   Výzkum biodegradabilních kostních implantátů na bázi sintrovaných materiálů na bázi železa s přídavkem vybraných aditiv. Příprava a studium mechanismů koroze

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

3. Diagnostické metody solárních článků a modulů

   Využití stochastických metod (šumová diagnostika a akustická emise) pro detekci defektů v solárních článcích a panelech a jejich klasifikace.

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

4. Hodnocení degradačních procesů a mezních stavů v materiálech metodou akustické emise

   Cílem práce bude výzkum degradačních procesů a mezních stavů metodou akustické emise na materiálech s možností posouzení kvality technologického procesu. Pro ověření výsledků z metody akustické emise bude nezbytné provést celou řadu laboratorních zkoušek pro co největší a nejobjektivnější posouzení zkoumané metody AE, jako nástroje posouzení degradačních procesů a mezních stavů v materiálech. Během základního výzkumu bude nutné provést celou řadů laboratorních měření zasahující do různých vědních oborů, při jejichž řešení bude nutné použít interdisciplinární přístup. Získané výsledky a poznatky ze základního výzkumu budou plně využitelné pro aplikovaný výzkum.

   Školitel: Binar Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

5. Charakterizace lithium–iontových akumulátorů pomocí strojového učení a umělé inteligence

   Cílem práce je hlubší studium problematiky charakterizace lithium-iontových akumulátorů z hlediska jejich stavu jejich dalšího využití pro second-life úložiště elektrické energie. V praxi je třeba využívat velké množství naměřených dat, které je nutné vyhodnotit a dále s nimi pracovat. Algoritmy pro strojové učení a umělou inteligenci se zde jeví jako vhodný aparát pro následné zpracování a budoucí predikci chování takovýchto akumulátorů. Cílem práce je shrnutí současného stavu poznání v této oblasti a následně pak zapracovat, na základě série měření, ML a UI pro budoucí inteligentní charakterizaci li-ion akumulátorů.

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

6. Matematicko-fyzikální simulace interakcí elektronů s plynem pro návrh a realizaci nového ionizačního detektoru v EREM.

   Hluboké porozumění interakce elektronů s plynem je zásadní pro optimalizaci ionizačních detektorů v EREMu. Cílem této práce bude vytvořit přesný kvantitativní model, který bude použit pro předpovídání chování, a tudíž optimalizaci nového ionizačního detektoru s vysokým poměrem signál-šum pro EREM.

   Školitel: Neděla Vilém, doc. Ing. et Ing., Ph.D., DSc.

7. Moderní obvodová řešení pro speciální aplikace

   Zkoumejte možnosti využití nových typů obvodů pro speciální aplikace zejména pro zařízení v kosmickém průmyslu. Zaměřte se na odrušení nežádoucích jevů spojených s kosmickým zářením. Navrhněte CubeSat, který bude schopen otestovat vaši metodu v reálném prostředí. Výsledky analyzujte a metodu upravte tak, aby byla aplikovatelná i pro jiná zařízení vypouštěná do kosmu.

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

8. Návrh nízkopříkonových mikrosystémů využitelných v oblasti chytrých měst

   V práci se student seznámí se současnou problematikou chytrých měst. Výzkum povede k návrhu nových mikroelektronických obvodů využitelných v těchto systémech v oblasti telemetrie a monitorování budov. Hlavním cílem bude nízkopříkonový návrh vybraných komponent.

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

9. Nové aprotické elektrolyty pro pokročilá elektrochemická úložiště energie

   Práce se zabývá studiem kompozice nových elektrolytů pro lithno- a sodno-iontové akumulátory. Další součástí práce bude výzkum elelktrolytů pro baterie lithium-síra. Půjde zejména o elektrochemické vlastnosti, jako je iontová a elektrická vodivost a potenciálové okno. Práce je navázaná na projekt TAČR s tímto tématem.

   Školitel: Čech Ondřej, Ing., Ph.D.

10. Nové elektrodové materiály pro post-lithno iontové akumulátory

    Tématem bude příprava a studium nových kompozitních materiálů na bázi uhlíko-kovových struktur a jejich využití jako elektrodového materiálu pro elektrochemické zdroje proudu.

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

11. Numerické simulace interakcí nabitých částic s vodou a pevnou látkou pro kvantitativní popis emise signálních elektronů do plynného prostředí v EREM.

    Cílem práce je pomocí dostupných simulačních softwarů charakterizovat rozptylové mechanizmy ve vodě a pevné látce vzorku včetně emise signálních elektronů do plynného prostředí v EREM. Na základě výsledků simulací bude stanovena míra radiačního poškození vzorku a definovány postupy pro jeho minimalizaci. Výsledky simulací budou také použity při návrhu nových nebo optimalizaci stávajících detekčních systémů pro REM a EREM. Výsledky simulací budou experimentálně verifikovány.

    Školitel: Neděla Vilém, doc. Ing. et Ing., Ph.D., DSc.

12. Pokročilé metody zpracování dat z mikroelektronických inerciálních soustav

    V práci se student seznámí se současnou problematikou zpracování dat z mikroelektronických inerciálních soustav. Výzkum povede k návrhu nových mikroelektronických obvodů využitelných v těchto systémech v oblasti telemetrie. Hlavním cílem bude optimalizace zpracovávaných dat a možnosti jejich analýzy nízkopříkonovými systémy.

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

13. Predikce chybových stavů bateriového úložiště elektrické energie pomocí digitálního dvojčete

    Cílem práce je hlubší studium problematiky tvorby digitálních dvojčat v oblasti bateriových úložišť elektrické energie. V praxi je možné aplikovat digitální dvojče pro inteligentní predikci složitých systémů z hlediska jejich chování. Tímto způsobem lze detekovat jejich nekorektní chování a inteligentně analyzovat příčinu poruchy. Klíčovým prvkem je však „naučit“ digitální dvojče tyto poruchy, což je realizováno pomocí dat z reálných měření nebo simulačních ROM modelů. Cílem práce je shrnutí současného stavu poznání aplikace digitálního dvojčete v oblasti stacionárních úložišť elektrické energie. Následná tvorba digitálního dvojčete reálného úložiště elektrické energie s li-ion akumulátory, jeho podrobná charakterizace z hlediska chybových stavů a následná implementace těchto stavů při zapojení strojového učení.

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

14. Výkonové struktury SiC a GaN

    S velkou šířkou zakázaného pásu polovodičových materiálů SiC a GaN je spojené velké průrazné napětí jejich struktur. To umožňuje optimalizaci rozměrů a dosažení velmi nízkých odporů v sepnutém stavu a také velmi nízkých parazitních kapacit. Lze tak dosáhnout velmi nízkých vodivostních i komutačních ztrát. Mezi další významné výhody patří možnost obousměrného přenosu proudu, teplotně nezávislé spínání a snížené požadavky na chlazení. To usnadňuje širokou oblast aplikací v systémech přeměny energie, jako je trakce, automobilový průmysl, pulzní napájení, plazmová zařízení, ochrana obvodů a mnoho dalších vysokonapěťových zařízení. Způsoby řízení jsou podobné jako u jiných unipolárních součástek, například MOSFET a IGBT, může zde však být mnohem vyšší kmitočet a výrazně kratšími časy pro zapnutí a vypnutí. To vyžaduje nové přístupy k návrhu řídících obvodů včetně galvanického oddělení velkých napětí přímo na čipu nebo v pouzdře součástky. Pro řadu aplikací je výhodná i možnost kapalinového chlazení.

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

15. Využití metody akustické emise pro hodnocení degradačních procesů v materiálech

    Cílem této práce bude objasnění možnosti využití metody akustické emise pro kvalitativní posouzení degradačních procesů a mezních stavů v materiálech. Vybrané materiály budou podrobeny různým variantám degradačního účinků (např. koroze, ÚV záření) a bude zkoumáno, jak lze využít metody AE pro posouzení interakce na základní vlastnosti materiálu a také možnosti zkoumání degradačních procesů a mezních stavů jen metodou AE. Rovněž část výzkumu bude věnována hodnocením vytvořených vrstev na materiálech prostřednictvím zkoumaných vědeckých metod. Během základního výzkumu bude nutné provést celou řadů laboratorních měření zasahující do různých vědních oborů, při jejichž řešení bude nutné použít interdisciplinární přístup. Získané výsledky a poznatky ze základního výzkumu budou plně využitelné pro aplikovaný výzkum.

    Školitel: Binar Tomáš, doc. Ing., Ph.D.