Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2012/2013 následující témata bakalářských prací.zobrazit předchozí rok (2011/2012), další rok (2013/2014)
POZOR! Neprohlížíte aktuálně vyhlášená témata.
Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2012/2013 následující témata bakalářských prací.
Zájemce prosíme, aby se zapisovali v sekretariátu KFPP ve 2. patře KO Troja.
Vedoucí: 
Prof. RNDr. Rudolf Hrach, DrSc. - A236, A241, tel. 2328, 2344
Anotace:
Práce bude věnována studiu procesů probíhajících při interakci plazmatu s povrchy vnořených pevných látek. Při této interakci se na rozhraní mezi nenarušeným plazmatem a vnořeným substrátem vytvoří přechodová oblast, tzv. stínící vrstva, která výrazně ovlivňuje procesy probíhající na podložce nebo sondě. V případě složitějších problémů – např. studium plazmatu při vyšších tlacích, studium dynamických procesů v plazmatu nebo sondová diagnostika vysokoteplotního plazmatu – je nejvhodnější technikou jejich řešení částicové počítačové modelování.
Zásady pro vypracování:
1. Seznámit se s problematikou.
2. Vytvořit dvourozměrný částicový model interakce elektropozitivního plazmatu s vnořenou pevnou látkou (kombinací metody molekulární dynamiky a metody Monte Carlo).
3. Studovat vliv složení plazmatu a vnějších elektrických a magnetických polí na procesy ve stínící vrstvě a na rozdělení nabitých částic dopadajících na povrch vnořené látky.
4. Diskutovat možnost zvýšení efektivity výsledného programu postupy moderní počítačové fyziky (evolučním modelováním, neuronovými sítěmi, atd.).
Seznam odborné literatury:
R. Hrach: Počítačová fyzika I, Ústí nad Labem 2003.
F. F. Chen: Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Springer 2006.
Další literatura po dohodě s vedoucím bakalářské práce.
Vedoucí: Prof. RNDr. Rudolf Hrach, DrSc. - A236, A241, tel. 2328, 2344
Anotace:
Tenké kovové vrstvy na dielektrických podložkách jsou v počátečních fázích růstu tvořené izolovanými ostrůvky. Rozměry ostrůvků a jejich poloha na podložce jsou ovlivňované řadou fyzikálních parametrů. Pro studium procesů nukleace a růstu ostrůvků je velmi vhodné používat kombinaci počítačového modelování a počítačové analýzy experimentálních dat. Vhodné počítačové metody jsou: metoda molekulární dynamiky pro fázi nukleace, metoda Monte Carlo pro fázi růstu a slévání ostrůvků a metody založené na teorii matematické morfologie pro analýzu obrazu.
Zásady pro vypracování:
1. Seznámení s problematikou.
2. Navržení modelu nukleace založeného na metodě molekulární dynamiky a modelu růstu tenké kovové vrstvy založeného na metodě Monte Carlo.
3. Srovnání obou modelů a jejich případné propojení.
4. Vyhodnocování simulovaných tenkovrstvových systémů vybranými algoritmy zpracování obrazu.
5. Diskuse vztahu mezi modelovými a fyzikálními parametry s využitím experimentálních dat.
Seznam odborné literatury:
R. Hrach: Počítačová fyzika I, Ústí nad Labem 2003.
R. Hrach: Počítačová fyzika II, Ústí nad Labem 2003.
J. Šimek: Doktorská dizertační práce, MFF UK 2006.
Další literatura po dohodě s vedoucím bakalářské práce.
Vedoucí: RNDr. František Němec, Ph.D. - A243, tel. 2330
Konzultant: RNDr. Milan Šimek, Ph.D. (Oddělení impulsních plazmových systémů, Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i., simek@ipp.cas.cz)
Anotace:
TLE výboj typu Red Sprite je iniciován skokovou (~1-3 ms) změnou vertikální komponenty elektrického pole ve výškách 70-85 km. Tato změna se šíří v důsledku cloud-to-ground výboje a v jisté výšce (v závislosti na intensitě cloud-to-ground výboje) způsobí překročení hodnoty kritické meze elektrického pole Ek pro vznik samostatně se šířící ionizační vlny, tj. streameru (Ek~217 V/m v 70 km, Ek~48 V/m v 80 km). Předmětem studia jsou vlastnosti generovaných ionizačních vln (rychlost šíření, stanovení E/N, koncentrace a střední energie elektronů, vibračních/rotační distribuce a koncentrace nejdůležitějších excitovaných stavů, vývoj teploty a generace oxidů dusíku v objemu streamerového kanálu) prostřednictvím elektro-optických diagnostik a numerických modelů (v prostředí Comsol Multiphysics).
Cílem bakalářské práce je studium základních spektrometrických charakteristik laboratorních analogů TLE výbojů. Student se zapojení do prací na originálních experimentálních laboratorních zařízeních umožňujících periodickou generaci ionizačních vln (streamerových výbojů) v podmínkách imitujících prostředí horních vrstev atmosféry (tlak, teplota, časový průběh elektrických polí), ve kterém dochází ke generaci TLE výbojů, se zaměřením na výboje typu Red Sprite. Seznámí se se základy používaných diagnostických technik včetně ovládání příslušné instrumentace (osciloskop, ICCD spektrometr, čítač fotonů, OPO laser) a po zaškolení bude spolupracovat při sběru a zpracování experimentálních dat.
Zásady pro vypracování:
1. Rešerše literatury.
2. Seznámení se s mechanismy a procesy, které vedou ke generaci TLE výbojů.
3. Studium rozdílů mezi TLE a klasickými cloud-to-cloud/cloud-to-ground výboji.
4. Seznámení se s laboratorními analogy TLE výbojů.
5. Spolupráce na spektrometrických experimentech a vyhodnocení experimentálních dat.
6. Vypracování písemné zprávy.
Literatura:
1) F. F.Chen: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984.
2) J. Groszkowski: Technika vysokého vakua. SNTL, Praha 1981.
3) Yu. P.Raizer: Gas Discharge Physics, Springer, Berlin 1997.
4) V. P. Pasko: Dynamic coupling of quasi-electrostatic thundercloud fields to the mesosphere and lower ionosphere, Dissertation, Stanford University, 1996.
5) E. A. Gerken: Telescopic imaging of streamer and diffuse glow dynamics in sprites, Dissertation, Stanford University, 2003.
6) V. P. Pasko: Red sprite discharges in the atmosphere at high altitude: the molecular physics and the similarity with laboratory discharges, Plasma Sources Sci Technol. 16, S13-S29, 2007.
Poznámka:
Tzv. Transient Luminous Events (TLE) je termín zavedený pro optické jevy velkého rozsahu, ke kterým dochází ve velkých nadmořských výškách (15-90 km), a které jsou svázány (ve smyslu časové a prostorové lokalizace) s klasickou bouřkovou aktivitou (tzv. cloud-to-ground lightnings). TLE výboje mají různorodý charakter (od difúzních forem až k formám filamentárním) a v závislosti na morfologii byly pro rozdílné formy TLE zavedeny termíny jako např. Elves (difúzní výboje velkého laterálního rozsahu ~300 km), Red Sprites (filamentární útvary, které se vyvíjí na spodní hranici ionosféry, a které se šíří směrem k Zemi), Halos (difúzní výboje 40-70 km laterálně), které často doprovázejí filamentární Red Sprites. Současný výzkum se zaměřuje jak na mechanismy související se vznikem a šířením TLE, na ionizační vlny indukované bouřkovou aktivitou, tak na vytvoření fyzikálně-chemickým modelů umožňujících predikci vlastností TLE výbojů (koncentrace a střední energie elektronů a molekulárních iontů ovlivňujících elektrickou vodivost, změna teploty plynu v důsledku šíření TLE, a s tím související změny rychlostí elementárních procesů ovlivňujících produkci chemicky reaktivních částic) včetně důsledků pro atmosférickou fyziku.
Vedoucí: RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. - A231, A228, tel. 2226, 2315
Konzultant: Mgr. Jiří Schmidt, PhD., ÚFP AV ČR, v.v.i.
Anotace:
Kalibrovaná EUV dioda zakoupená v NIST (National Institute of Standards and Technology), USA není vhodná pro měření krátkých laserových impulsů. Kalibrace naší vakuové fotodiody pro tuto spektrální a frekvenční oblast byla neúspěšná, protože její citlivost pro stacionární procesy nebyla dostačující. Proto bude naše fotodioda překalibrována srovnáním jejího časového integrálu s časovým integrálem zakoupené fotodiody. Měření budou provedena s různým anodovým napětím při uvážení reálného útlumu kabelů na dané frekvenci, omezeného analogového pásma osciloskopu a omezené vzorkovací frekvence.
Dílčí úkoly
1) Měření reprodukovatelnosti parametrů Ar8+ laseru.
2) Srovnání integrálů signálů zakoupené a vyrobené fotodiody.
3) Měření impulsní odezvy vyrobené diody při různém anodovém napětí a srovnání této odezvy při různých délkách měřících kabelů.
4) Srovnání impulsní odezvy vyrobené diody na osciloskopech s různým analogovým pásmem a s různou vzorkovací frekvencí.
Literatura
[1] Měřící protokoly NIST.
[2] Jan Kaufman, Charakteristika laserového svazku generovaného impulsním silnoproudým kapilárním výbojem, Bakalářská práce, FJFI ČVUT, 2012.