Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2011/2012 následující témata diplomových prací.zobrazit předchozí rok (2010/2011), další rok (2012/2013)
POZOR! Neprohlížíte aktuálně vyhlášená témata.
Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2011/2012 následující témata diplomových prací.
Zájemce prosíme, aby se zapisovali v sekretariátu KFPP ve 2. patře KO Troja.
Vedoucí: Doc. Ing. Ladislav Krlín, DrSc., Ústav fyziky plazmatu AV ČR
Konzultant: 
Prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc. - A031, tel. 2305, 2332 (fax)
Anotace:
Kvazilineární teorie, popisující interakci vln s plazmatem prošla od doby svého vzniku v roce 1965 jistým vývojem. Původně měla zachytit dynamiku uzavřeného systému elektronový svazek – plasma. Soustava jejích rovnic udivovala svou jednoduchostí. Nicméně, tento problém se v literatuře stále vrací, neboť odpovídající počítačové simulace sice globálně s analytickým řešením souhlasí, nesouhlasí však kvantitativně.
Na druhé straně ohřev plazmatu, popisovaný kvazilineární teorií za předpokladu časově neproměnné amplitudy (či spektra) a otevřeného systému souhlasí dobře s experimentem a jsou podle ní konstruovány příslušné vysokofrekvenční aparatury.
Nicméně, stále je diskutována platnost obou základních kamenů kvazilineární teorie, totiž možnost vystředování urychlení částic, nalezené v oblasti průniku dolně hybridního konusu s magnetickou rovnovážnou plochou po celé této ploše, a urychlení částic pouze v rozsahu fázových rychlostí, určeném šíří generovaného spektra. Oboje může být porušeno vlivem nelinearit, vyvolaných intenzivním spektrem
Tyto efekty byly studovány např. v článcích [1, 2] . Získané řešení skutečně potvrdilo odchylky od dosavadní klasické kvazilineární teorie, V článcích byl zaveden předpoklad, že oblast průniku dolně hybridního spektra magnetickou rovnovážnou plochou je tvořena obdélníkovou obálkou Tento předpoklad umožnil získat velmi konkrétní výsledky, avšak jeho slabou stránkou je to, že je přílišným zjednodušením reálné situace.
V poslední době byly v ÚFP získány výsledky, popisující velmi dobře průnik dolně hybridní vlny do plazmatu tokamaku. Užitím těchto výsledků by umožnilo podstatně přesnější a věrohodnější řešení zmíněného problému.
Úkolem diplomové práce by tedy bylo
(1) studium interakce intenzivního dolně hybridního spektra, k jehož lokalizaci by byly byly použity poslední výsledky šíření dolně hybridního spektra do tokamaku, a
(2) stanovení odchylek od stávajících řešení, vyplývajících z linearizovaných modelů.
Získané řešení by bylo přínosem při úvahách o absorpci vln v tokamacích.
[1] P. Pavlo, L.Krlín: Limits of applicability of the quasilinear approximation to the lower hybrid-plasma interaction, Plasma Phys. Controll Fusion 41 (1999), 541.
[2] L. Krlín, P.Pavlo, R. Pánek, R. Klíma, V. Petržílka, Nonlinear effects in LH wave-plasma interaction, Plasma Physics and Controll. Fusion 41 (2002), 159.
Vedoucí: Doc. Mgr. Pavel Kudrna, Dr. - A030, tel. 2225
Konzultant: Prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc. - A031, tel. 2305, 2332 (fax)
Anotace:
Výbojové nízkoteplotní plazma je v současnosti využíváno v mnoha technologických i experimentálních zařízeních při naprašování tenkých vrstev, neboť elektrické pole v blízkosti záporné elektrody urychluje kladné ionty, které po dopadu na tuto katodu rozprašují její materiál, nebo naopak při plazmatickém leptání. V objemu plazmatu mohou také probíhat plazmochemické reakce, ke kterým by za stejné, tj. pokojové nebo mírně zvýšené, teploty bez plazmatu nemohlo docházet. Technologické plazma se od plazmatu v čistých plynech liší častou přítomností tzv. prekurzorů, z nichž ve výboji dochází k formování částic, které se potom na podložce mohou buď deponovat ve formě tenké vrstvy nebo s materiálem podložky reagovat. Mohou tak vznikat vrstvy s vlastnostmi výhodnými mechanicky (tvrdost, adheze), opticky (odrazivost, permitivita), chemicky (katalyzátory) nebo např. magneticky. Kromě složení substrátu a neutrálního plynu mají na tyto vlastnosti vrstev vliv parametry plazmatu. Jelikož zatím není možné všechny vlastnosti vrstev na základě parametrů plazmatu spolehlivě předpovídat, je zapotřebí tyto parametry sledovat a s vlastnostmi vrstev korelovat. Proto jsou v technologických systémech důležité různé druhy diagnostik plazmatu. Díky růstu vrstev nejen na podložce, ale prakticky na všech površích vystavených plazmatu jsou běžné diagnostiky jako optická nebo sondová použitelné jen s omezeními, zpravidla jen kratší dobu. Hairpin sonda zmíněná v názvu diplomové práce je vysokofrekvenční anténka tvaru U vložená do plazmatu, u které je možné ze změny její rezonanční frekvence vlivem přítomnosti plazmatu určit permitivitu plazmatu a z ní koncentraci elektronů. Touto sondou neteče stejnosměrný proud proto je použitelná i po pokrytí např. nevodivou vrstvou. Cílem práce bude zhotovení hairpin sondy, změření koncentrace plazmatu a srovnání s hodnotou určenou ze sondy Langmuirovy za stejných podmínek.
Zásady pro vypracování:
1) Rešerše literatury.
2) Seznámení s již zavedenou diagnostikou Langmuirovou sondou.
3) Zhotovení hairpin sondy a provedení měření koncentrace.
4) Srovnání koncentrací určených oběma metodami.
5) Vypracování písemné zprávy.
Seznam odborné literatury
[1] Chen F.F, Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha, 1984.
[2] S. Pfau, M. Tichý, Langmuir probe diagnostics of low-temperature
plasmas, in Low Temperature Plasma Physics, 2nd Edition, R. Hippler, H.
Kersten, M. Schmidt, Karl H. Schoenbach, Eds., Wiley-VCH Verlag GmbH& Co
KGaA, Weinheim, 2008, ISBN 978-3-527-40673-9.
[3] R. B. Piejak, V. A.
Godyak, R. Garner, and B. M. Alexandrovich, N. Sternberg, The hairpin
resonator: A plasma density measuring technique revisited, J. Appl. Phys
95, 7 (2004) 3785.
[4] Další literatura podle dohody s vedoucím práce.
Vedoucí: RNDr. Kateřina Veltruská, CSc. - A131, A132, tel. 2243, 2734, 2732
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc. - A124, A132, A346, tel. 2323, 27432, 2734, 2252
Anotace:
Naprašované vrstvy oxidu céru se jeví jako perspektivní materiál pro využití v technologii palivových článků. Skupina povrchů již dosáhla ve studiu naprašovaných vrstev, zejména dopovaných malým množstvím aktivních kovů (Au, Pt), zajímavých výsledků – jednak samotnou charakterizací vrstev metodami povrchové analýzy, ale také při aplikaci v palivovém mikročlánku.
Naprašované vrstvy byly doposud studovány po přenosu přes atmosféru. V rámci navrhované magisterské práce budou tyto vrstvy připravovány in-situ. Bude studována závislost chemického složení na parametrech naprašování a na interakci se substrátem. Po charakterizaci připravených vrstev metodami fotoelektronové spektroskopie (XPS, UPS) bude studována adsorpce plynů – zejména kyslíku, vodíku a vodních par, opět metodami XPS, UPS. Bude studován i vliv katalyticky aktivních příměsí.
Práce bude probíhat na UHV aparaturách vybavených komerčními spektrometry, vybraná část experimentu pak může být v případě zdařilého průběhu prováděna na spektrometru optické dráhy MSB synchrotronu Elettra v Terstu. Morfologie vrstev bude zkoumána metodou SEM.
Zásady pro vypracování:
1. Studium literatury.
2. Seznámení s měřícími aparaturami
3. Příprava vrstev CeOx, jak čistých tak dopovaných aktivním kovem (Au, Pt, Ni …) na různé substráty.
4. Charakterizace vrstev metodami XPS, UPS, studium adsorpce kyslíku, vodíku a vodních par in situ.
5. Kontrola morfologie pomocí SEM.
6. Zpracování dat.
Literatura:
1. D. Briggs, M.P. Seah: Practical Surface Analysis, vol. 2 - Auger and X-ray Photoelectron spectroscopy, Wiley, 1990, ISBN 0-471-92081-9
2. A. Trovarelli: Catalysis by ceria and related materials, Imperial College Press, London, 2002.
3. časopisecká literatura po dohodě s vedoucím práce.