Kombinované 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. Analýza signálů akustické emise na stavební konstrukce

   Práce se zabývá zkoumáním vlivu prostředí na stavební konstrukce a materiály pomocí metody Akustické emise a částečně i elektromagnetické emise.

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

2. Autoemisní vlastnosti anorganických polovodivých tenkých vrstev ZnO

   Cílem této práce je studium efektů polovodičových vrstev na povrchu metalických nanostruktur, které jsou umístěné v silném elektrickém poli. Technika atomární depozice vrstev (ALD) polovodivého oxidu zinečnatého bude využita pro přípravu experimentální vrstvy na vodivém povrchu. Technika ALD je metoda založená na plynné fázi, která se dá použít pro depozici tenkých vrstev na substráty a dokonce i na ostré hroty. Zatím neexistuje žádná dobře prostudovaná autoemisní struktura s povrchovou vrstvou ZnO, která by byla schopna vytvořit stabilní proud elektronů za pomoci studené autoemise. Struktury pro studenou autoemisi obecně nejsou důležité jen pro zdroje volných elektronů, ale také pro senzory a pro další aplikace v nanoelektronice. Určování vhodných parametrů vrstvy ZnO a její vyhodnocování bude provedeno analýzou proudu totální emise a dále popisem přenosu náboje na tomto rozhraní.

   Školitel: Sobola Dinara, doc. Mgr., 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. Elektrická charakterizace nanostruktur pomocí SPM

   Cílem této studie je nedestruktivního zkoumání lokálních elektrických vlastností nanostruktur včetně korelace mezi mechanickým a elektrickým kontrastem dat SPM. Nízkorozměrové elektronické struktury vyžadují citlivé charakterizační techniky. Okolní podmínky ovlivňují měření a vytvářejí další komplikace při interpretaci výsledků. Nesprávný výběr metody měření může ovlivnit nanostruktury a modifikovat jejich vlastnosti. Výsledkem práce by měl být vývoj metod a kalibračních vzorků pro kvantitativní vyhodnocení elektrických parametrů.

   Školitel: Sobola Dinara, doc. Mgr., Ph.D.

5. Několikavrstvé grafenové senzory plynu se zadním hradlem

   Grafen jako monoatomární vstva šetiúhelníkově uspořádaných atomů uhlíku v současné době vyžaduje silné výzkumné úsilí. Vzhledem ke své unikátní struktuře a elektrickým vlastnostem je tento materiál předurčen k využití v moderní elektronice například jako extrémně citlivý plynový nebo kapalinový senzor. Unikátní citlivost a chemickou selektivitu lze podpořit měřením šumové odezvy namísto měření středních hodnot napětí a proudů. Šumové procesy jsou obecně sledovány u mnoha elektronických součástek a jsou spojovány s jejich lokálním/objemovým namáháním, změnou dotace, projevy zachytávání náboje a podobně. Dominantně je pozorován šum 1/f, který ve spojení s 2D strukturou grafenu poskytuje unikátní možnost rozšíření znalostí v oblasti senzoriky a moderní elektroniky založené na grafenu. Práce je součástí projektu základního výzkumu GAČR.

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

6. Syntéza a vlastnosti multifázových tenkých vrstev Bi-Fe-O

   Cílem této studie je vliv parametrů přípravy na strukturální vlastnosti vrstev Bi-Fe-O. Vznik fáze závisí na způsobu a vybraných parametrech tvorby tenkých vrstev. V této práci bude pro výrobu Bi-Fe-O filmů použito pulzní laserové rozprašování z terče BiFeO3 (s vysokou chemickou a fázovou čistotou). Tato technologie umožňuje získat vysoce kvalitní heterostruktury a vyloučit přítomnost nečistot. V současné době neexistuje komplexní informace o povaze tvorby fází Bi-Fe-O sloučenin. Materiály na bázi Bi-Fe-O hrají velkou roli při vytváření senzorů, paměťových prvků a dalších nanoelektronických aplikací. Studium kontroly fázové čistoty tenkých vrstev Bi-Fe-O se předpokládá byt ve vzájemném vztahu s magnetickými a elektrickými vlastnostmi.

   Školitel: Sobola Dinara, doc. Mgr., Ph.D.

7. Využití Fentonovy reakce pro katalytický rozklad vodních kontaminantů

   Náplní tohoto tématu doktorského studia je zkoumání Fentonovy reakce a interakce oxidů železa a FeC na molekulární úrovni s vodními kontaminanty, jako například metyl oranž, metyl blue, rhodamine a podobně. Pro fixaci za účelem udržení katalytického materiálu na jednom místě a jeho jednodušší recyklaci je využita membrána z polyvinylidene fluoridu (PVDF) nebo polymeru podobných potřebných vlastností. Důležitý je také vliv ultrafialového záření na dezinfekční schopnosti katalytického filtru.

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

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2023 do 30.04.2023)

1. Nové obvodové prvky pro konstrukci vysoce účinných napájecích zdrojů pro vesmírné aplikace

   S využitím stávajících topologií spínaných měničů navrhněte nové obvodové řešení vedoucí k dosažení jejich vyšší účinnosti při zachování robustnosti a spolehlivosti vyžadovaných pro vesmírné aplikace. Zaměřte se přitom na využití nových spínacích tranzistorů realizovaných technologiemi GaN a SiC.

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