Témata diplomových prací oboru Nanotechnologie

Luděk Bartoněk

  • Využití AI kamery NEON-2000-JNX s modulem Xavier NX NVDIA Jetson na systému Ubuntu Linux pro aplikace digitálního zpracování obrazu.
    • Při řešení zadání práce se předpokládá využití open source projektů a knihoven s vhodnými ukázkami a návody pro zpracování obrazu a Artificial intelligence (AI) v Pythonu včetně vhodných tutoriálů.

Tomáš Rössler

  • Studium rozšíření spektrální čáry gama záření pozitronové anihilační spektroskopie.
  • Studium nejistot měření pro Mössbauerovu spektroskopii s využitím bayesovské regresní analýzy.
  • Podniková metrologie a jakost (praktická práce v partnerském průmyslovém podniku – konkrétní téma bude upřesněno).
  • Konstrukce senzoru UV laserového svazku TPC detektoru MPD/NICA.

Lukáš Kouřil

  • Hloubková analýza povrchů objemných železo-obsahujících vzorků pomocí Mössbauerovy spektroskopie s detekcí zpětně rozptýleného gama záření.
    • Nejčastěji využívané konvenční metody strukturní analýzy (např. XRD) jsou založeny na detekci charakteristického RTG záření, které má ovšem relativně malou penetrační hloubku (v závislosti na vlnové délce záření, fázovém složení vzorku apod.). Alternativou k této metodě je Mössbauerova spektroskopie s detekcí zpětně rozptýleného gama záření (BGMS), která vzhledem k detekci gama záření může dosáhnout větší penetrační hloubky a analyzovat tak povrch objemných vzorků mnohem lépe. Cílem práce bude ověřit vhodnost použití toroidního plynového proporcionálního detektoru plněného směsí kryptonu, argonu a methanu pro tuto metodu, výroba série vzorků metodou naprašování a jejich analýza pomocí BGMS, XRD, případně i CXMS. Následně bude provedeno porovnání naměřených dat z jednotlivých technik a také jejich shoda s teorií.
    • Experimentální práce
    • Předpoklady: aktivní zájem o danou problematiku, ochota trávit čas v laboratoři (KEF i VTP)

Vlastimil Vrba

  • Simulace polarizačních jevů v jaderných rezonančních experimentech.
    • Cílem práce je simulace transmisních experimentů jaderného rezonančního rozptylu gamma fotonů v přítomnosti polarizačních prvků a výpočet vhodných vlastností soustavy polarizačních materiálů pro konkrétní aplikace. Dále bude provedena rešerše a zhodnocení možností realizace takovýchto soustav pomocí vhodných dostupných materiálů.
    • Zaměřeno na simulace a výpočty
    • Předpoklady: schopnost matematického řešení fyzikálních problémů, ochota naučit se programovat (zkušenosti s programováním výhodou)

Kateřina Peterek Dědková

  • Vliv rozpouštědel na tvorbu Ln2O3-nanočástic nitrátovým spalovacím procesem.
    • Spalovací proces, do kterého vstupuje dusičnan vnitřně přechodného kovu a aminokyselina glycin, je již nějakou dobu znám. Vesměs veškeré odborné práce jej rutinně popisují jako jednoduchou metodu, kterou lze získat homogenní nanokrystaly, se kterými lze pak dále pracovat. Existuje teoretický předpoklad, že volba rozpouštědla ovlivňuje celý proces. Dostupné práce hovoří pouze o použití vody. Cíle práce bude použití jiných rozpouštědel (různé alkoholy, dimethyl sulfoxid aj.) pro syntézu nanokrystalických oxidů vnitřně přechodných kovů a popsat, jaký vliv má volba rozpouštědla na průběh a úspěšnost syntézy.
    • Experimentální práce, bude blokově probíhat v laboratořích VŠB-TUO
  • Vliv použité aminokyseliny na tvorbu Ln2O3-nanočástic nitrátovým spalovacím procesem.
    • Spalovací proces, do kterého vstupuje dusičnan vnitřně přechodného kovu a aminokyselina glycin, je již nějakou dobu znám. Vesměs veškeré odborné práce jej rutinně popisují jako jednoduchou metodu, kterou lze získat homogenní nanokrystaly, se kterými lze pak dále pracovat. Zatím však nikdo blíže nepopsal, co by nastalo, kdyby byl glycin nahrazen jinou aminokyselinou. Cíle práce tedy bude použít řadu vybraných aminokyselin pro syntézu nanokrystalických oxidů vnitřně přechodných kovů (např. Gd, Sm, Er) a zhodnotit, jak volba aminokyseliny ovlivňuje výslednou velikost a morfologii částic.
    • Experimentální práce, bude blokově probíhat v laboratořích VŠB-TUO

David Smrčka

  • Modifikace programu simulace nanokrystalizace kovových skel na bázi celulárních automatů.
    • V programovacím jazyce C byl napsán program pro simulování nanokrystalizace kovových skel využitím celulárních automatů. V současnosti umožňuje studovat izotermické žíhání kovových skel. Cílem práce je upravit program tak, aby šlo simulovat dynamické žíhání.
    • Programování v C nebo Python, teoretická znalost problematiky

Vít Procházka

  • Měření Lamb-Mössbaurova faktoru - zadáno.
    • Lamb-Möessbauerův faktor je důležitým parametrem při vyhodnocování Möessbauerovských spekter a jednou z důležitých charakteristik pevné látky. Jedná se však o poměrně obtížně měřitelnou veličinu. Pro jeho určení je zpravidla nezbytné změřit teplotní závislost v širokém rozsahu teplot, což je časově, finančně i experimentálně náročné. Rezonanční Mössbauerovský spektrometr nabízí daleko snazší způsob měření Lamb-Mössbauerova faktoru. Cílem práce je vypracovat metodiku pro měření Lamb-Mössbauerova faktoru pomocí rezonančního spektrometru, srovnat výsledky získané z různých metod, proměřit teplotní závislosti Lamb-Mössbauerova faktoru různých materiálů a provést srovnání s obvykle používaným Debyeovým modelem.
    • Experimentální práce
    • Předpoklady: aktivní zájem, schopnost analytického myšlení, ochota trávit čas v laboratoři
  • Měření textury a napětí pomocí rentgenového difraktometru.
    • Rentgenová difrakce je jednou ze základních metod pro charakterizaci pevných látek. Umožňuje určovat strukturů, fázové složení a velikosti krystalových zrn. Mimo jiné poskytuje informace i o textuře a vnitřním napětí v látce. Cílem práce naučit se provádět měření textury a vnitřního napětí na difraktometru Bruker Advance D8. Popsat jeho parametry, rozlišovací schopnost a podobně. Součástí práce je porozumět také způsobu vyhodnocení těchto experimentů.
    • Zaměřeno na provádění experimentů a studium literatury

Jiří Pechoušek

  • Témata řešená ve spolupráci s SÚJV Dubna (Ruská Federace) – zaměření na nanotechnologie, materiálový výzkum.
    • Témata z oblasti materiálového výzkumu, na pracovišti SÚJV (Spojený ústav jaderných výzkumů, www.jinr.ru).
    • Flerovova laboratoř jaderných reakcí
    • Studium efektů ozařování materiálů rychlými těžkými ionty, fázové přeměny, amorfizace, výpočetní metody. Materiály ve formě nanočástic, tenkých vrstev, železo-obsahující (nano)materiály, studium efektů pomocí HRTEM, SEM, Mössbauerovy spektroskopie a dalších technik.
    • Studium optimální přípravy práškových vzorků, příprava vzorků, vyhodnocování experimentálních dat.
    • Studium velkých bloků částí experimentálních zařízení, vedení svazku, srážkové komory, vnější vs. vnitřní plocha, efekty ozáření.
    • Možnost exkurze přímo na pracovišti SÚJV před výběrem práce formou týdenní cesty.
    • Doporučena realizace práce přímo na pracovišti SÚJV v rámci dlouhodobých stáží (např. 3 a více měsíců).
    • Možnost pokračovat na tématu v doktorském studiu, včetně dlouhodobého pobytu v SÚJV (3 a více let).
  • Výzkum železo-obsahujících supravodičů.
    • Rešerše dostupné literatury popisující uvedené materiály, jejich studium, využití Mössbauerovy spektroskopie. Popis procesů syntézy materiálů.
    • Téma řešené ve spolupráci s SÚJV Dubna (Ruská Federace) – www.jinr.ru, Bogoliubovova laboratoř teoretické fyziky.
    • Možnost exkurze přímo na pracovišti SÚJV před výběrem práce formou týdenní cesty.
    • Možnost konzultace práce přímo na pracovišti SÚJV v rámci dlouhodobých stáží (např. 3 a více měsíců).
    • Možnost rozšíření tématu na studium přechodových jevů v systému supravodič/feromagnetikum/supravodič, Josephsonovy přechody, I-V charakteristiky.
    • Možnost pokračovat na tématu v doktorském studiu, včetně dlouhodobého pobytu v SÚJV (3 a více let).
  • Charakterizace magnetických unašečů pro broušení ložiskových kroužků.
    • popis principů magnetického upínání obrobků;
    • definování materiálu a výrobních postupů tepelného zpracování pro zajištění maximální síly upnutí;
    • proměření magnetických unašečů;
    • využití Mössbauerovy spektroskopie při měření zastoupení jednotlivých fází v ocelích (austenit, ferit, karbidy, apod.), na povrchu i v jádře;
    • měření vlastností unášecích ploch užitých dílů, definování spolehlivosti upnutí a životnosti unašečů.
    • Experimentální práce
    • Téma řešené ve spolupráci s Koyo Bearings Česká republika s.r.o. (Olomouc)
  • Metody rychlého určení množství austenitu v ocelích zejména s využitím Mössbauerovy spektroskopie.
    • Experimentální práce, výpočetní práce s daty
    • Možnost programování a vývoje měřicí metody
  • Využití Mössbauerovy spektroskopie v metalurgii.
    • Pro aplikace v hutnictví, strojírenství, úpravy ocelí, kalení. apod. identifikace fází jako martenzit, austenit, atd. v různých fázích procesu tvorby a úpravy ocelí, výrobků, obrobků. Měření v odrazové geometrii nedestruktivní metodou, měření v transmisní geometrii tenkých plátků, prášků, apod.
    • Experimentální práce, materiálový výzkum

Petr Novák

  • Příprava a charakterizace materiálů s vysokou porozitou s možnosti zabudování nanočástic kovů.
    • Při aplikacích kovových nanomateriálů v katalytických reakcích je výhodné kovy zabudovat do matrice (tzv. nosiče). To zabraňuje spékání kovů do větších agregátů a umožňuje u aktivní složky katalyzátoru uchovat vysokou reakční plochu. Práce bude zaměřena na přípravu materiálu použitelného jako „nosič“.
    • Experimentální práce v laboratoři
    • Předpoklady: aktivní zájem, ochota trávit čas v laboratoři
    • Konzultant: Josef Kopp
  • Příprava karbidů železa.
    • Karbidy železa jsou velmi zajímavé zejména pro svoje unikátní mechanické, magnetické a katalytické vlastnosti. Práce bude zaměřena na přípravu těchto materiálů. Součástí práce bude charakterizace a analýza vzniklých materiálů.
    • Experimentální práce v laboratoři
    • Předpoklady: aktivní zájem, ochota trávit čas v laboratoři
    • Konzultant: Josef Kopp
  • Příprava feritů termickou dekompozicí.
    • Ferity jsou sloučeniny železa se spinelovou strukturou obsahující další přidaný kov, což jim dává unikátní vlastnosti. Práce bude zaměřena na přípravu těchto materiálů termickou dekompozicí v různých reakčních atmosférách. Součástí práce bude odladění parametrů žíhání a následná charakterizace vzniklých materiálů.
    • Experimentální práce v laboratoři
    • Předpoklady: aktivní zájem, ochota trávit čas v laboratoři
    • Konzultant: Josef Kopp

Libor Machala

  • Stanovení efektivní tloušťky vzorků železo obsahujících nanomateriálů pro Mössbauerovu spektroskopii.
    • Bude experimentálně i výpočetně stanovena efektivní (optimální) tloušťka vzorku vybraných železo obsahujících materiálů pro mössbauerovská měření. Bude též stanovena Debyeova teplota.
    • Experimentální i výpočetní práce
    • Předpoklady: znalost principů Mössbauerovy spektroskopie
  • Fotokatalytická aktivita nanočástic magnetitu a feritů.
    • Nanočástice magnetitu a vybraných feritů budou testovány jako fotokatalyzátory pro odbourání modelových i reálných polutantů.
    • Experimentální práce
  • Studium mechanismů oxidačních procesů s účastí sloučenin s vysokým valenčním stavem železa užitím metod Mössbauerovy spektroskopie.
    • Železany, železičnany a železičitany jako sloučeniny s vyšším valenčním stavem železa se v praxi využívají zejména při oxidativních procesech čištění vod. Je tak možné ve vodě efektivně odbourávat vybrané polutanty, např. arsen, antimon či sinice. Pro rutinní využívání v praxi je nezbytně nutné znát složení vstupního materiálu (tzv. ferátu), mechanismus reakce s polutantem ve vodném prostředí a složení produktu po skončení procesu a separaci pevné fáze. Klíčovou metodou pro charakterizaci materiálů je 57Fe Mössbauerova spektroskopie, která může být využívána v různých (i netradičních) variantách, jako např. in-situ vysokoteplotní měření, rezonanční spektroskopie, dopředný jaderný rozptyl atd.
    • Experimentální práce

Milan Vůjtek

  • Měření Hallovy konstanty tenkých vrstev.
    • Téma spočívá ve využití a úpravě měřicí aparatury (systém Keithley SCS-4200 a kontaktovací stanice) pro měření Hallovy konstanty tenkých vrstev. Současně s tím budou měřeny i další parametry, např. vodivost.
    • Experimentální práce

Kateřina Poláková

  • Vliv funkcionalizující vrstvy na nanočásticích oxidů železa na viabilitu živočišných buněk.
  • Grafenové driváty a jejich cytotoxicita.