bakalářská práce

Systém pro charakterizaci polovodičových topných vrstev

Text práce 5.59 MB Příloha 3.52 MB

Autor práce: Bc. Vladimír Mikluš

Ak. rok: 2023/2024

Vedoucí: Ing. Soňa Šedivá, Ph.D.

Oponent: Ing. Jakub Krejčí

Abstrakt:

Bakalářská práce se zabývá návrhem, sestavením a zprovozněním systému pro charakterizaci polovodičových topných vrstev. Postupně je zde řešena problematika obecné struktury navrženého systému, metodiky měření, parametrů použitých přístrojů, měřicích algoritmů, obecného hardwarového a softwarového řešení. Pomocí toho systému je možné získat potřebná data sloužící k posouzení potenciální degradace nanášených topných vrstev, nedokonalostí technologického procesu výroby včetně celkového designu vyráběných vzorků.

Klíčová slova:

Polovodičové topné vrstvy, GPIB, SCPI, Python, prostorově rozlišená teplota

Termín obhajoby

11.06.2024

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student obhájil bakalářskou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy odpověděl na dotazy. Student odpověděl na otázky týkající se GPIB převodníku, prezentoval některé části kódu, vypočítal nejistotu pro měřený bod a odpověděl na položené otázky ohledně materiálů topnéhého tělesa.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Automatizační a měřicí technika (BPC-AMT)

Složení komise

doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Blaha, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Fialka, Ph.D. (člen)
Ing. Ilona Janáková, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Macho, Ph.D. (člen)
Ing. Soňa Šedivá, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Soňa Šedivá, Ph.D.

Cílem bakalářské práce, která byla vypsána ve spolupráci z Ústavem fyziky FEKT VUT, bylo seznámit se s problematikou charakterizace polovodičových topných vrstev a navrhnout a realizovat pracoviště pro řízené napájení topných vzorků a měření jejich parametrů.
Student ve své práci splnil všechny body zadání. Bakalářská práce navazovala na semestrální práci, kde student popsal stávající řešení a návrh měřicího pracoviště. Během letního semestru pak intenzivně pracoval na realizaci a odzkoušení dvou pracovišť - pro měření odporu vzorku a pro teplotní charakterizaci vzorku.
Student pracoval samostatně a iniciativně. Konzultace využíval jak s konzultantem práce, tak s vedoucí práce.
Rozsah práce je 47 stran od úvodu po závěr, což odpovídá požadavkům kladeným na bakalářskou práci. Při kontrole v systému Theses nebyla zjištěna zásadní shoda s jinými porovnávanými dokumenty.
Doporučuji práci k obhajobě. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 91

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Jakub Krejčí

Cílem bakalářské práce studenta Mikluše byla příprava a zprovoznění automatizovaného pracoviště pro charakterizaci polovodičových topných vrstev. Náročnost zadání považuji za mírně nadprůměrnou.
Rozsah práce je 47 stran a většina je věnována popisu hardwaru, softwaru, měřených prvků a pouze krátká část vývojovým prostředím či výběru měřicích zařízení. Podkapitole „Standard SCPI“ mohl být věnován větší prostor, například by v textu bylo vhodné uvést ukázku příkazů, které student v programu používá. Navíc tato podkapitola je společně s podkapitolou „Programovací jazyk Python“ umístěna v kapitole Systém pro charakterizaci topných vrstev – zde se domnívám, že by podkapitoly mohly být zařazeny jinam, nebo by hlavní kapitole mohl být vybrán vhodnější název.
Kvůli limitacím je měřicí systém nakonec rozdělen na 2 dílčí systémy, z nichž je každý popsán blokových schématem, metodikou měření, hardwarem a algoritmem. Byť je popis systematicky rozdělen, tak celkově není konzistentní, je zmatečný, občas se některé věty opakují, některé věty nepřináší nové poznatky a lepší představu jsem získal až po druhém přečtení. Kromě vývojových diagramů se bakalářská práce více neváže ke kódu, zde by bylo vhodné uvést krátkou ukázku kódu a jeho vysvětlení. Volba převodníku GPIB-USB je zdůvodněna pouze jako „snadně dostupný“ a navíc je tento aktivní převodník opakovaně chybě označován jako „redukce“.
Popis programu na straně 46 nelze považovat za nekompletní, popisovaný režim Manual je v obrázku 4.16, ale obrázek programu pro režim Automatic v práci chybí, byť je v textu popisován.
Studentovi k ověření systému zůstal pouze 1 testovaný vzorek, který byl v průběhu měření poškozen, tedy měření nedoběhlo celé. Ale z pohledu do té doby získaných dat lze systém označit za funkční. Student se vypořádal s určitými výzvami jako například přenesení výkonu na měřený prvek či experimentální zjištění emisivity vzorku. Zdůrazňuje, že přesná hodnota teploty není důležitá, rozhodující je homogenita teploty na vzorku. U dalších částí jako měření odporu nebo výkonu tuto nedůležitost nezmiňuje, ale míra přesnosti také není zmíněna – bylo by vhodné kvantifikovat nejistotu výsledku.
Práci považuji za původní a student pracuje s literaturou na průměrné úrovni – čerpá z několika knih, návodů k přístrojům a dalších internetových zdrojů.
Všechny body zadání považuji za splněné, určitou výtku mám bodu 4, kdy nedošlo k vytvoření automatizovaného pracoviště, ale poloautomatizovaného, jelikož nastavování výkonu zdroje provádí obsluha ručně. Vzhledem k předem zmíněnému poškození vzorku to lze považovat za adekvátní omezení, jelikož obsluha zároveň přípravek kontroluje. Tato situace však je řešitelná, jelikož používaný zdroj je možné vzdáleně analogově ovládat jiným zdrojem a obsluha by figurovala pouze jako kontrola a mohla měření stiskem tlačítka zastavit.
Student prokázal bakalářské schopnosti a bakalářskou práci hodnotím 75 body, stupněm C. Otázky k obhajobě:
  1. 1. Komplexněji vysvětlete volbu GPIB převodníku vůči rozhraní RS232.
  2. 2. Uveďte ukázku části kódu (například z nastavení přístrojů) a popište některé příkazy.
  3. 3. Pro měření výkonu nebo odporu vyjmenujte chyby jednotlivých měřicích přístrojů a vypočtěte nejistotu některého z měřených bodů.
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 78

Známka navržená oponentem: C