Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2016/2017 následující témata bakalářských prací.zobrazit předchozí rok (2015/2016), další rok (2017/2018)
POZOR! Neprohlížíte aktuálně vyhlášená témata.
Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2016/2017 následující témata bakalářských prací.
Zájemce prosíme, aby se zapisovali v sekretariátu KFPP ve 2. patře KO Troja.
Vedoucí: 
Doc. RNDr. Věra Hrachová, CSc. - A034, A033, tel. 2306, 2235
Konzultant: RNDr. Adolf Kaňka, Dr. - A035, A033, tel. 2228, 2235
Anotace:
Výboj v kyslíku je častým mediem pro rozličné technologické procesy. Důležitá částice vzniklá Ve výboji je atom kyslíku jak v základním tak ve vybuzeném stavu. Je velmi aktivní a intenzivně se projevuje např. při oxidaci a sterilizaci plazmatem. Jeho vznik může ovlivnit přidání dalšího plynu. Téma navazuje na problematiku řešenou v laboratoři, kdy byl prozkoumán vliv argonu, tj. plynu, jehož excitační hladiny jsou relativně blízko kyslíkovým, zatímco u neonu jsou vyšší.
Úkoly
1) Seznámení se s vlastnostmi doutnavého výboje (z literatury).
2) Seznámení se s vlastnostmi emisních spekter kyslíku a neonu.
3) Měření vlastností obou čistých plynů v doutnavém výboji.
4) Zkoumání ovlivnění kyslíkového výboje neonem metodou dvojice sond a optické emisní spektroskopie.
Literatura
1) Y.P. Raizer: Gas Discharge Physics, Springer Verlag 1997.
2) A. Kaňka: Doktorská dizertace MFFUK, Praha 1996.
3) Další literatura dle dohody s vedoucí.
Vedoucí: Prof. RNDr. Rudolf Hrach, DrSc. - A236, A241, tel. 2328, 2344
Anotace:
Tenké kovové vrstvy připravené na dielektrických podložkách jsou v počátečních fázích růstu tvořené izolovanými ostrůvky. Podobně kompozitní vrstvy struktury kov/dielektrikum jsou pro malou koncentraci kovové složky tvořené jednotlivými kovovými objekty izolovanými dielektrikem a elektrický transport v takových strukturách je možný pouze pomocí tunelového jevu (Obr. 1 a 2). S rostoucím zastoupením kovové složky pak dochází k přechodu od tunelového transportu na ohmický a tato oblast přechodu, zvaná perkolační práh, má velmi zajímavé fyzikální vlastnosti. Cílem práce bude proto zkoumání této přechodové oblasti.
Téma předpokládá samostatnou práci v programovacím jazyku Fortran 90/95 nebo C/C++.
Zásady pro vypracování:
1. Seznámit se s problematikou.
2. Vypracovat modely nespojité kovové struktury a kompozitní struktury kov/dielektrikum s různým stupněm uspořádání objektů.
3. Modelovat elektrický transport vytvořenými strukturami v okolí perkolačního prahu, kde se mění mechanismus transportu náboje z tunelového na ohmický.
4. Navrhnout metodu vizualizace rozložení potenciálu a proudů v těchto strukturách.
5. Diskutovat získané výsledky ve vazbě na již publikovaná data.
Seznam odborné literatury:
R. Hrach: Počítačová fyzika I, II, skripta, Ústí nad Labem 2003.
J. Šimek: Doktorská dizertační práce, MFF UK 2006.
R. Hrach, S. Novák, M. Švec, J. Škvor: Study of electron transport in composite films below the percolation threshold, Lecture Notes in Computer Science 3331 (2006), 806.
Další literatura po dohodě s vedoucím bakalářské práce.
Vedoucí: Prof. RNDr. Rudolf Hrach, DrSc. - A236, A241, tel. 2328, 2344
Anotace:
Velmi silnou, ale časově velmi náročnou technikou modelování ve fyzice plazmatu jsou částicové metody založené na kombinaci metody molekulární dynamiky a metody Monte Carlo. Pro zvýšení efektivity vytvořeného počítačového kódu se proto používají některé zjednodušující postupy, z nichž nejpoužívanější je technika Particle-In-Cell a různé stromové algoritmy. Tyto techniky však vnášejí do získaných výsledků určité nepřesnosti – na obr. 1 je řešen stejný fyzikální problém dvěma postupy a jsou vidět velké rozdíly ve výsledcích. Cílem bakalářské práce proto bude analýza několika (nejméně dvou) technik a srovnání jejich použitelnosti jak z hlediska přesnosti získaných výsledků tak i jejich efektivity.
Téma předpokládá samostatnou práci v programovacím jazyku Fortran 90/95 nebo C/C++.
Zásady pro vypracování:
1. Seznámit se s problematikou.
2. Připravit model transportu náboje v plazmatu založený na metodě molekulární dynamiky.
3. Do vytvořeného modelu implementovat externí magnetické pole.
4. Otestovat a srovnat různé metody přibližného řešení získaných pohybových rovnic – metodou Particel-In-Cell, stromovými algoritmy, případně i dalšími technikami.
5. Diskutovat omezení různých používaných aproximací.
Seznam odborné literatury:
R. Hrach: Počítačová fyzika I, II, skripta, Ústí nad Labem 2003.
O. Maršálek: Advanced techniques of computer modelling in plsma physics, Diplomová práce, MFF UK 2008.
J. Barnes, P. Hut: A hierarchical O(N log N) force-calculation algorithm, Nature 324 (1986), 446.
Další literatura po dohodě s vedoucím bakalářské práce.
Vedoucí: Mgr. Josef Mysliveček, Ph.D. - A133, tel. 2333
Konzultant: RNDr. Viktor Johánek, Ph.D. - A133, tel. 2333
Anotace:
Katalyzátory pro energetiku na bázi vodíku, zejména pro konverzi energie v palivovém článku, jsou nanostrukturované materiály s komplexním povrchem, kterému chybí uspořádání na dlouhou vzdálenost. Pro porozumění fyzikálně-chemických principů jejich katalytické aktivity je používán tzv. modelový přístup – jsou připravovány vysoce uspořádané vzorky katalyzátorů, které jsou přehledné pro mikroskopické techniky a umožňují posoudit vliv různých povrchových struktur na aktivitu katalyzátorů [1].
Cílem vypisované bakalářské práce je připravit uspořádaný substrát pro modelovou katalýzu v podobě tenké vrstvy oxidu kobaltu na vhodné kovové podložce. Parametry přípravy tenké vrstvy budou modifikovány pro optimální výsledek. Morfologie povrchu tenké vrstvy bude charakterizována metodou rastrovací tunelové mikroskopie (STM), která zobrazuje povrch modelových katalyzátorů až s atomárním rozlišením [2,3], chemický stav vrstvy metodou rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) [4].
Cíle práce:
1) Seznámení se s experimentálními metodami STM, XPS.
2) Příprava tenkých vrstev oxidu kobaltu.
3) Měření morfologie a chemického složení tenkých vrstev.
4) Vyhodnocení a prezentace získaných dat.
Bakalářská práce bude prováděna na aparatuře, která umožňuje studium vzorků pomocí STM a integrálních povrchových technik (adsorpce, desorpce, hmotnostní spektroskopie, XPS -fotoelektronová spektroskopie). Práce je součástí rozsáhlých aktivit skupiny fyziky povrchů v heterogenní katalýze, při kterých je dosahováno výsledků mezinárodní úrovně [5,6]. Výsledky práce budou základem pro navazující studie katalytické aktivity oxidu kobaltu.
Literatura:
[1] Helmut Kuhlenbeck, Shamil Shaikhutdinov, and Hans-Joachim Freund. 2013. “Well-Ordered Transition Metal Oxide Layers in Model Catalysis--a Series of Case Studies.” Chemical Reviews 113: 3986–4034. doi:10.1021/cr300312n.
[2] C.J. Chen, Introduction to Scanning Tunneling Microscopy (Oxford University Press, 2007).
[3] F. Dvořák, Dizertační práce, KFPP MFF UK, 2014.
[4] L Eckertová (Ed.), Elektronová spektroskopie (Academia, Praha, 1990).
[5] Albert Bruix, Yaroslava Lykhach, Iva Matolínová, Armin Neitzel, Tomáš Skála, Nataliya Tsud, Mykhailo Vorokhta, Vitalii Stetsovych, Klára Ševčíková, Josef Mysliveček, Roman Fiala, Michal Václavů, Kevin C. Prince, Stéphanie Bruyére, Valérie Potin, Francesc Illas, Vladimír Matolín, Jörg Libuda, and Konstantin M. Neyman. 2014. “Maximum Noble-Metal Efficiency in Catalytic Materials: Atomically Dispersed Surface Platinum.” Angewandte Chemie International Ed. 53 (39): 10525–30. doi:10.1002/anie.201402342.
[6] Filip Dvořák, Matteo Farnesi Camellone, Andrii Tovt, Nguyen-dung Tran, Fabio R Negreiros, Mykhailo Vorokhta, Tomáš Skála, Iva Matolínová, Josef Mysliveček, Vladimír Matolín, and Stefano Fabris. 2016. “Creating Single-Atom Pt-Ceria Catalysts by Surface Step Decoration.” Nature Communications 7: 10801. doi:10.1038/ncomms10801.
Vedoucí: RNDr. Viktor Johánek, Ph.D. - A133, tel. 2333
Konzultant: Mgr. Josef Mysliveček, Ph.D. - A133, tel. 2333
Anotace:
Heterogenní katalyzátory založené na kombinaci přechodových kovů a reducibilních oxidů (zejména ceru a kobaltu) se ukazují jako velmi účinné pro použití v řadě chemických reakcí, např. rozkladu nebo oxidaci uhlovodíků (např. metanolu nebo etanolu) v palivových článcích, oxidaci nebo parní konverzi oxidu uhelnatého, disociaci vody v elektrolyzéru apod. Reaktivita a selektivita takového katalyzátoru závisí nejen na chemickém složení svrchní vrstvy, ale i na její fyzické a elektronické struktuře. Pomocí změny orientace povrchu oxidu, koncentrace defektů nebo způsobu dotování kovovými prvky lze zásadně ovlivnit výsledné vlastnosti katalyzátoru a optimalizovat ho tím pro různé chemické reakce. K tomu je ovšem nutná dobrá znalost jevů, ke kterým dochází na površích katalyzátorů při interakci s molekulami plynů.
Navrhovaná bakalářská práce bude prováděna na ultravakuové vícekomorové aparatuře, kombinující metody TDS (termodesorpční spektroskopie, tj. studium reaktivity), XPS (rentgenová fotoelektronová spektroskopie, tj. primárně studium chemického složení), STM (rastrovací tunelová mikroskopie, tj. studium morfologie a elektronické struktury) a LEED (elektronová difrakce, tj. studium uspořádání povrchu) a několika zařízení pro čištění a definovanou přípravu vzorků. Napouštění plynů a případné měření koeficientu ulpění je možné velmi definovaným způsobem pomocí jednoduchých efúzních svazků.
Těžiště práce bude spočívat v aplikaci metod TDS a XPS k přímému měření interakce plynných molekul s povrchy oxidů ceru a kobaltu a to jak čistých, tak v kombinaci se vzácnými kovy (Pt, Rh, Au, Pd, …) ve formě nesených nanoklastrů nebo atomárně rozptýleného dopantu. Výsledky experimentů budou analyzovány a interpretovány s pomocí informací, získaných jinými členy našeho týmu metodami STM a LEED v téže aparatuře, případně pomocí dalších analytických metod používaných v naší skupině.
Zásady pro vypracování:
1. Seznámení se s experimentální metodou TDS (termodesorpční spektroskopie), měření koeficientu ulpění a studium související literatury.
2. Seznámení se s experimentální metodou XPS (rentgenová fotoelektronová spektroskopie) a studium související literatury.
3. Příprava a analýza tenkých vrstev oxidů (případně směsných oxidů) a vzorků kov-oxid s dobře definovanou strukturou (ve spolupráci s uživateli metod STM a LEED).
4. Měření adsorpce a reakce vybraných molekul na připravených vzorcích metodou TDS a efúzních svazků.
5. Zpracování experimentálních dat.
Literatura:
[1] Henry, C.R.: Surface Science Reports 31(7-8) (1998) 235.
[2] Campbell, C.T.: Surface Science Reports 27(1-3) (1997) 1.
[3] Mullins, D.R.: Surface Science Reports 70(1) (2015) 42.
[4] Matolin, V. et al.: Langmuir 26(16) (2010) 13333; V. Matolín et. al.: Surf. Sci. 603 (2009) 1087; Matolin, V. et al.: Catalysis Today 181(1) (2012) 124.
[5] F.A. White and G.M. Wood, Mass Spectroscopy, Applications and Engineering, John Wiley & Sons (1986).
[6] J. W. Niemantsverdriet, Spectroscopy in Catalysis: An Introduction, John Wiley & Sons (2000).
Vedoucí: Doc. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc. - A325, A327, A332, tel. 2336, 2342, 2346
Anotace:
Ftalocyaniny jsou aromatické makrocyklické organické molekuly jejichž vlastnosti závisí na atomu/atomech kovu navázaneho uprostřed rovinné molekuly. Právě vlastnosti ftalocyaninů je předurčují do role základních stavebních prvků uspořádaných struktur pro molekulární elektroniku. Práce je zaměřena na zkoumání tendence molekul k samouspořádání na površích, které zaručují molekulám pohyblivost. Výběr povrchů zároveň souvisí s rozsáhlým využitím křemíku v technologiích elektronického průmyslu. Teplotou povrchu lze řídit povrchovou mobilitu molekul i jejich spontánní tepelné fluktuace v adsorpčních pozicích. Pro studium povrchového uspořádání a pohybu molekul bude využit rastrovací tunelový mikroskop umístěný v experimentální komoře pro přípravu povrchových struktur ve vysoce definovaných podmínkách ultravakua.
Úkoly práce:
1. Zvládnutí techniky rastrovací tunelové mikroskopie (STM) a měření v ultravakuu.
2. Příprava povrchů Si pasivovaných vybraným kovem (Sn, In) pro zvolenou rekonstrukci.
3. Depozice malého množství zvolených organických molekul na rekonstruovaný povrch Si při vybraných teplotách a vyšetření vlastností připravených struktur pomocí STM.
4. Zpracování a vyhodnocení naměřených dat.
Literatura:
1. Vedoucím doporučené/vybrané články s experimentální tematikou blízkou zadání.
2. Chen, C. J.: Introduction to scanning tunneling microscopy. Oxford University Press, Oxford, 2008.
Vedoucí: Doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. - A326, A327, A332, tel. 2250, 2342, 2346
Anotace:
Organické molekuly jsou používány pro vytváření organických polovodivých vrstev v OLED diodách, FET tranzistorech i solárních článcích. Pro integraci organických polovodičů do současné polovodičové technologie je stále intenzivněji studována problematika uspořádaného růstu organických molekul na upravených/pasivovaných polovodičových površích. Velmi zajimavé jsou pokusy o samovolný růst molekulárních drátů a organických sítí. Pro tyto účely je důležité mít možnost zkoumat lokálně vlastnosti jednotlivých molekul, měnit jejich nábojový stav a charakterizovat transport náboje molekulou. Nezastupitelnou roli v této oblasti sehrávají lokální techniky jako STM a AFM, které umožňují nejen atomární zobrazení zkoumaných molekul a charakterizaci jejich elektronických vlastností, ale umožňují i manipulace s jednotlivými atomy a molekulami.
Cílem práce je definovaná depozice vybraných molekul (ftalocyaniny a porfyriny) na kovem pasivovaný povrch křemíku (In/Sn-Si(111)) a následná charakterizace vzniklých molekulárních struktur pomocí tunelové mikroskopie, zahrnující rovněž studium vzájemným interakcí molekul a reakci molekul na přítomnost hrotu STM.
Zásady pro vypracování:
1) Detailní seznámení se s metodou STM.
2) Zvládnutí depozice vybraného druhu molekul.
3) Charakterizace deponovaných struktur pomocí STM.
4) Vyhodnocení experiment.
Literatura:
1. B. Voigtlaender: Atomic Force Microscopy and Scanning Tunneling Microscopy, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015.
2. Methods of experimental physics: Scanning tunneling microscopy, ed.by J.A.Stroscio,W.J.Kaiser, Academic Press Ltd.,1993.
3. Aktuální dostupná časopisecká literatura.
Vedoucí: Doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. - A326, A327, A332, tel. 2250, 2342, 2346
Anotace:
Kovové ftalocyaniny (MePC), velmi stabilní molekuly často používané jako pigmenty, a jejich fluorované verze (FMePC) jsou velmi perspektivní materiály pro vytváření solárních článků či organických FET tranzistorů. Pro miniaturizaci a integraci těchto organických polovodičů do současné polovodičové technologie je nezbytné se naučit připravovat definované a uspořádané monovrstvy těchto organických molekul na upravených/ pasivovaných polovodičových površích a charakterizovat je na atomární úrovni. Jako vhodný nástroj se nabízí tunelový mikroskop (STM), který umožňuje nejen atomární zobrazení zkoumaných struktur ale i charakterizaci jejich elektronických vlastností.
Cílem práce je definovaná depozice molekul (kovové ftalocyaniny) na kovem pasivovaný povrch křemíku (In/Sn-Si(111)) a následná charakterizace vzniklých molekulárních vrstev pomocí tunelové mikroskopie.
Zásady pro vypracování:
1) Detailní seznámení se s metodou STM.
2) Zvládnutí definované depozice kovových ftalocyaninů sublimací z kelímku.
3) Charakterizace deponovaných struktur pomocí STM.
4) Vyhodnocení experimentů.
Literatura:
1. B. Voigtlaender: Atomic Force Microscopy and Scanning Tunneling Microscopy, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015.
2. Methods of experimental physics: Scanning tunneling microscopy, ed.by J.A.Stroscio,W.J.Kaiser, Academic Press Ltd.,1993.
3. Aktuální dostupná časopisecká literatura.
Vedoucí: Prof. RNDr. Jana Šafránková, DrSc. - A226, tel. 2301
Anotace:
Intenzita sluneční činnosti, která je obvykle kvantifikována počtem skvrn na jeho povrchu, vykazuje typickou jedenáctiletou periodou, ale její variace je možno pozorovat i na podstatně kratších časových škálách. Obdobné variace lze očekávat i v parametrech slunečního větru. Nejvýznamnějším projevem sluneční aktivity, který je možno ve slunečním větru pozorovat, jsou meziplanetární rázové vlny, na kterých může tlak slunečního větru stoupnout i o několik řádů. V současné době jsou na katedře k dispozici jak systematická měření parametrů slunečního větru družice Wind, tak databáze meziplanetárních rázových vln, pokrývající více než jeden sluneční cyklus. Úkolem práce je provedení statistické analýzy koncentrace iontů, rychlosti a teploty slunečního větru a meziplanetárního magnetického pole za dobu života družice Wind (tj. v období od roku 1994 do 2015) s cílem odhalit korelace mezi jednotlivými parametry slunečního větru, jejich časový vývoj a případné souvislosti s výskytem rázových vln.
Zásady pro vypracování:
1) Seznámení se se základními vlastnostmi slunečního větru.
2) Seznámení se s daty družice Wind, jejími přístroji a se strukturou datových souborů.
3) Seznámení se s programováním v jazyce IDL a již vytvořenými programovými moduly pro načítání dat, vývoj algoritmů pro vytvoření histogramů jednotlivých parametrů slunečního větru a meziplanetárního magnetického pole.
4) Porovnání histogramů a korelační analýza s různými veličinami charakterizujícími sluneční cyklus a děje na Slunci (sluneční skvrny, meziplanetární rázové vlny, aj).
5) Diskuze získaných výsledků.
Literatura:
[1] F. F. Chen: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha, 1984.
[2] J. A. Bittencourt: Fundamentals of Plasma Physics, Springer-Verlag, New York, 2004.
[3] M. G. Kivelson, C. T. Russell: Introduction to Space Physics, University Press, Cambridge 1995.
[4] Další literatura po dohodě s vedoucím práce.
Vedoucí: Prof. RNDr. Ondřej Santolík, Dr. - A232, tel. 2302
Konzultant: Ing. Ivana Kolmašová, Ph.D. - A232, tel. 2302
Anotace:
Ve filmu Marťan se během prachových bouří mocně blýská. Problém je, že si doposud nejsme vůbec jisti, jestli na Marsu blesky jsou. Existují měření, ze kterých existence blesků vyplývá, z jiných měření ale vyplývá absence vysokofrekvenčních elektromagnetických vln které jsou běžně detekovány u blesků v atmosféře Země. Úkolem projektu je přispět k vývoji algoritmu pro detekci možných blesků na Marsu na připravované sondě ExoMars 2020, prozatím za použití nízkofrekvenčních záznamů pozemských blesků. Součástí práce je sepsání souhrnu existující literatury o možnostech detekce výbojů během prachových bouří na Marsu, o výbojích v písečných bouřích na Zemi a o podobných vulkanických výbojích. Na práci lze navázat v následném magisterském, případně doktorském studiu.
Zásady pro vypracování:
1) Studium a sepsání souhrnu existující literatury o možnostech detekce výbojů během prachových bouří na Marsu, o výbojích v písečných bouřích na Zemi a o podobných vulkanických výbojích.
2) Studium přístrojového vybavení připravovaného pro sondu ExoMars 2020 na ÚFA AVČR.
3) Sestavení algoritmu pro detekci výbojů ze záznamů jejich nízkofrekvenčního elektromagnetického záření.
4) Ověření algoritmu pomocí nízkofrekvenčních signálů generovaných bleskovými výboji v atmosféře Země.
Seznam odborné literatury:
Rakov , V. A. and M. A. Uman, Lightning – Physics and effects, Cambridge University, Press, ISBN:9780521583275, 2003.
Corray, V., An Introduction to Lightning, Springer, ISBN 978-94-017-8938-7, 2015.
Voland, H. Handbook of Atmospheric Electrodynamics, Vol. 2, IBSN 0-8493-2520-X.
Další časopisecká literatura dle dohody s vedoucím práce.
Vedoucí: Prof. RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc. - A226, tel. 2301
Anotace:
Pro měření parametrů plazmatu v meziplanetárním prostoru se často používají Faradayovy válce. Jejich nevýhodou je, že kromě elektronů a iontů okolního plazmatu registrují i fotoelektrony emitované vlivem dopadu slunečního UV záření. Při zpracování dat je prvním úkolem fotoelektronovou složku určit a od naměřených dat odečíst. Při tom se obvykle využívá skutečnosti, že tato složka se v čase mění velmi pomalu. Na katedře je připravován přístroj pro měření toku iontů odražených od měsíčního povrchu, který bude umístěn na družici obíhající Měsíc v poměrně malé vzdálenosti. Do Faradayova válce bude dopadat silně proměněné UV záření odražené od členitého povrchu Měsíce a předpoklad pomalých změn není možno použít. Úkolem práce je návrh jednoduchého detektoru, který by umožnil sledovat variace UV záření dopadajícího do Faradayových válců přístroje. Předpokládáme, že záření bude do detektoru dopadat přes UV filtr a bude měřen výsledný fotoproud.
Zásady pro vypracování:
1) Návrh geometrického uspořádání detektoru.
2) Odhad očekávané velikosti fotoproudu.
3) Návrh úprav stávajícího zesilovače pro měření fotoproudu.
4) Tetování funkce detektoru ve vakuové komoře při použití UV zdroje záření.
5) Zhodnocení výsledků.
Literatura:
[1] M. G. Kivelson, C. T. Russell: Introduction to Space Physics, University Press, Cambridge 1995.
[2] L. Eckertová a kol. Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha, 1992.
[3] Katalogy a časopisecká literatura po dohodě s vedoucím práce.
Vedoucí: RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. - A231, A228, tel. 2226, 2315
Anotace:
Náboj vesmírného prachu lze zkoumat mnoha způsoby – jednou z možností je nechat prolétnout zrnko otvorem v elektrodě a pozorovat indukovaný náboj. Vzhledem k očekávaným velikostem nábojů je zřejmé, že se jedná o velmi citlivá měření vyžadující speciální přístup. Podstatou bakalářské práce je ověřit možnost takovéhoto měření v makroskopickém měřítku.
Práce bude spočívat ve vývoji a konstrukci detekčního systému založeného na měření indukovaného náboje na elektrodě detektoru. Kromě návrhu vlastního detektoru a vývoje nábojového zesilovače je možné se zaměřit i na počítačovou simulaci tohoto systému. Vlastní měření náboje kulových vzorků bude zkoumáno v závislosti na velikosti vzorku a způsobu nabití. V neposlední řadě budou provedena kontrolní měření na speciálně upraveném Faradayově válci, kam náboj vzorku po dopadu odteče.
Cílem navrhované bakalářské práce je tedy návrh a realizace detekčního systému. Konkrétně lze dílčí úlohy práce shrnout takto:
1. zkonstruovat měřící elektroniku k indukčnímu detektoru i k Faradayově válci,
2. realizovat navržený systém,
3. provést ověřovací měření,
4. diskutovat výsledky tohoto studia a navrhnout případné úpravy systému.
Seznam odborné literatury:
[1] L. Eckertová a kol., Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha, 1992.
[2] E. Grün, B. A. S. Gustafson, S. Dermott, H. Fechtig: Interplanetary Dust. Astronomy and Astrophysics Library. Springer, Berlin 2001.
[3] J. F. O'Hanlon: A User's Guide to Vacuum Technology. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2003.
[4] F. F. Chen: Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion. Springer, New York, 2004.
Vedoucí: RNDr. Martin Jeřáb, Ph.D. - 418, tel. 2731
Konzultant: RNDr. Tomáš Gronych, CSc. - A337, tel. 2227, 2730
Anotace:
Společně s Českým metrologickým institutem je na půdě KFPP vyvíjen primární skupinový etalon tlaku (tj. zařízení nejvyšší přesnosti, podle které jsou ostatní zařízení kalibrovány) pro hodnoty tlaku až 10–8 Pa – ultravysoké vakuum. Ten pracuje na principu dynamické extenze. Do UHV kalibrační komory, kde je kalibrované odpovídající měřidlo, je vpouštěn známý proud plynu a současně je tento plyn také čerpán. V prostoru kalibrační komory se ustaví dynamická rovnováha mezi těmito proudy plynu a tomu také odpovídající prostorové rozložení koncentrace částic. To je ovšem značně nehomogenní a vedlo by ke zkreslení kalibrace. K homogenizaci rozložení koncentrace v kalibrační komoře UHV etalonu je žádoucí použít rozptylového členu, který je vložen do proudu vstupujícího plynu.
Cíle práce:
1. Seznámit se s problematikou.
2. Seznámit se s programem MolFlow+.
3. Navrhnout optimální tvar rozptylového členu.
4. Ověřit metodami počítačového modelování v režimu bezesrážkového proudění (metoda Monte Carlo za pomoci programu MolFlow+) vliv na rozložení koncentrace částic v kalibrační komoře.
Literatura
Ady, M., Kersevan, R.: MolFlow+ user guide, Cern, 2013.
Kersevan, R.: Analytical and numerical tools for vacuum systems, Grenoble, 2007.
Časopisecká literatura po dohodě s vedoucím.
Vedoucí: RNDr. Martin Jeřáb, Ph.D. - 418, tel. 2731
Konzultant: RNDr. Tomáš Gronych, CSc. - A337, tel. 2227, 2730
Anotace:
Pro kalibraci standardních netěsností se často používá komparační metody, neboť umožňuje vyhnout se vyhodnocování některých obtížně posuzovatelných zdrojů nejistot. Při této metodě se porovnávají účinky proudu testovacího plynu generovaného standardní netěsností, která má být kalibrována, s účinky známého proudu plynu. Pro primární metrologické účely je známý proud plynu generován absolutním průtokoměrem. Proudy srovnatelné s nejmenšími užívanými standardními netěsnostmi jsou ovšem tak malé, že je obtížné generovat je průtokoměrem přímo. Proto se nasazuje tzv. dělič proudů, kterým se proud z průtokoměru rozdělí ve vysokém poměru několika řádů do dvou větví podle vodivosti kanálů
Mimořádnou pozornost je třeba věnovat vodivosti kanálu pro malý dílčí proud. Tato vodivost je dána především vodivostí omezujícího prvku – mikroclonky, vřazené do potrubí, avšak pro spolehlivé určení nejistoty je třeba zjistit i vliv zbytku potrubí. To lze provést výpočtem vodivosti z rozměrů a tvaru celého kanálu metodou Monte Carlo, neboť se očekává práce v tak vysokém vakuu, že proudění plynu je téměř dokonale bezesrážkové.
Zásady pro vypracování:
1. Seznámit se s problematikou.
2. Seznámit se s programem MolFlow+.
3. Dle doložených reálných rozměrů vytvořit model studované struktury.
4. Vyhodnotit metodami počítačového modelování v režimu bezesrážkového proudění (metoda Monte Carlo za pomoci programu MolFlow+) celkovou vodivost studované struktury.
Seznam odborné literatury:
Ady, M., Kersevan, R.: MolFlow+ user guide, Cern, 2013.
Kersevan, R.: Analytical and numerical tools for vacuum systems, Grenoble, 2007.
Časopisecká literatura po dohodě s vedoucím.
Vedoucí: RNDr. Tomáš Gronych, CSc. - A337, tel. 2227, 2730
Anotace:
Přenos impulsu molekulami plynu za sníženého tlaku patří k základním procesům v plynech. Závislosti přenosu impulsu na tlaku je využito v tzv. viskózních vakuometrech. Cílem práce bude změřit přenos impulsu pomocí dvou typů viskózních vakuometrů - vakuometru s rotující kuličkou (SRG) a tzv. strunového vakuometru.
Zásady pro vypracování:
1) Úprava konstrukce strunového vakuometru.
2) Měření kalibračních křivek SRG a strunového vakuometru.
3) Porovnáni experimentálních dat s teorií.
Literatura:
J. M. Lafferty: Foundations of Vacuum Science and Technology, J. Wiley & Sons, New York, 1998, ISBN 0-471-17593-5.
A. Agrawala, S. V. Prabhu: Survey on measurement of tangential momentum accommodation coefficient, J. Vac. Sci. Technol. A 26 (4): 634-645 (2008).
Další časopisecká literatura dle dohody s vedoucím práce.