Témata bakalářských 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.

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)
  • Technologie výroby polovodičových detektorů ionizujícího záření.
    • Polovodičové detektory jednoznačně patří mezi velmi významné detektory ionizujícího záření především kvůli jejich preciznímu energetického rozlišení a dobré detekční účinnosti. Jejich většímu rozšíření do dalších vědních oborů často ovšem můžou bránit vysoké pořizovací a provozní náklady. Cílem této práce je vypracování odborné rešerše na technologie výroby těchto detektorů (metody a podmínky růstu krystalů z komerčně dostupných prekurzorů, vliv čistoty krystalů na kvalitu detektorů, realizace elektrod detektoru apod.). S ohledem na nízké provozní náklady bude práce zaměřena na polovodičové detektory HgI2, CdTe, případně CdZnTe, které mohou pracovat i při pokojové teplotě, případně je možné je chladit pouze Peltierovým článkem.
    • Teoretická práce (řešerše)
    • Předpoklady: aktivní zájem o danou problematiku, dobrá znalost anglického jazyka (studium odborných článků a knih)

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)

Jiří Pechoušek

  • 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

Martin Ochmann

  • Vliv ohřevu na velikost a krystalinitu nanočástic feritů.
    • Experimentální práce
  • Vliv pH na fázové složení při hydrotermální syntéze feritů.
    • Experimentální práce

David Smrčka

  • Studium termické dekompozice šťavelanu železnatého lisovaného do tablet.
    • Cílem práce je tvorba tablet šťavelanu železnatého lisováním s vhodným suchým pojivem a studium jejich strukturních transformací během žíhání. Náplní práce bude najít vhodné suché pojivo pro tvorbu tablet a připravit metodiku pro lisování. Dále charakterizování strukturních transformací během termické dekompozice připravených vzorků.
    • Experimentální práce
  • Příprava železo-obsahujících tenkých vrstev pro ozařování rychlými těžkými ionty.
    • Cílem práce je seznámení se s tvorbou tenkých vrstev naprašováním. Dále příprava vybraných tenkých vrstev obsahujících železo a jejich charakterizace. Ty budou dále použity k výzkumu strukturních transformací vyvolaných dopadem rychlých těžkých iontů (swift heavy ions) na povrch materiálu.
    • Experimentální práce
  • Možné způsoby implementace modelu fázových polí.
    • Cílem práce je připravit rešerši o počítačových simulacích fázových transformací využitím modelu fázových polí. Nastudování teoretického principu této metody, vytvoření přehledu již existujících programů používajících tuto metodu a jejich srovnání z pohledu aplikace pro studium nanokrystalizace. Případně vytvoření vlastní ukázky.
    • Teoretická rešeršní práce

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
  • Charakterizace pohybového zařízení pro Mössbauerovu spektroskopii.
    • Mössbauerova spektroskopie je experimentální technika poskytující cenné informace o vlastnostech látek a jejich uspořádání. Důležitým parametrem Mössbauerovských spektrometrů je energetické rozlišení. To je ovlivňováno celou řadou faktorů. Mimo jiné například vibracemi. Cílem práce je detailně proměřit vlastnosti pohybového zařízení pro Mössbauerovu spektroskopii s ohledem na energetické rozlišení, dále pak je cílem hledání optimálního nastavení pro měření.
    • Experimentální práce
    • Předpoklady: aktivní zájem, schopnost analytického myšlení, ochota trávit čas v laboratoři

Roman Kubínek

  • Měření nevodivých a nestandardních vzorků pro SEM. - zadáno
    • Student by měl popsat vliv parametrů SEM na zobrazení nevodivých a nestandardních typů vzorků (zejména UN, citlivosti detektorů…). Popsat, co se děje se vzorkem, když není zajištěna jeho vodivost, případně popsat zařízení k úpravě vzorků pro dosažení lepšího kontrastu. Jednotlivé vzorky budou vytipovány podle dosavadních zkušeností laboratoře SEM.
    • Experimentální práce

Josef Kopp

  • Zkoumání povrchu oxidů železa pomocí adsorpce plynů – srovnání adsorpčních měření s Ar a N2.
    • V současné době probíhá zavádění Argonu (Ar) jako standardního plynu pro adsorpční měření mikroporézních vzorků. Pro měření s Ar prozatím neexistují referenční materiály. Rozdíl mezi pozorovanými BET plochami pro různé plyny může dosahovat až 30 %. Cílem práce bude připravit a poté proměřit sérii vzorků oxidů železa pomocí N2 (77 K), Ar (77 K) a Ar (87 K) na přístroji Autosorb iQ a poté získané výsledky porovnat.
    • Experimentální práce
    • Předpoklady: aktivní zájem, ochota trávit čas v laboratoři

Petr Novák

  • Optimalizace syntézy nano-feritů termicky indukovanou dekompozicí prekurzoru.
    • Jednou z ekologicky šetrných metod přípravy nanočástic feritů různých kovů je termicky indukovaná dekompozice vhodných prekurzorů. V rámci práce budou studovány parametry této syntézy se zaměřením na dosažení optimálních vlastností produktů reakce. Precizní kontrola reakčních podmínek vede k eliminaci spékání a snižuje energetickou náročnost, také je dosahováno produktů s výrazně vyšší plochou povrchu. Snížení velikosti částic a s tím související nárůst plochy povrchu zvyšuje aplikační potenciál například ve fotokatalýze, čištění odpadních vod, v senzorech plynu, atd.
    • Experimentální práce v laboratoři
    • Předpoklady: aktivní zájem, ochota trávit čas v laboratoři
    • Konzultant: Josef Kopp
  • Příprava částic Fe0 s kontrolovanou morfologií.
    • Částice Fe0 má vysoký aplikační potenciál díky svým silným redukčním a magnetickým vlastnostem. Jejich vysoká reaktivita znesnadňuje jejich přípravu. Součástí práce bude rešerše již popsaných postupů přípravy. Hlavní aplikací, pro kterou budou připravené materiály testovány, je výroba vodíku.
    • Experimentální práce v laboratoři
    • Předpoklady: aktivní zájem, ochota trávit čas v laboratoři
    • Konzultant: Josef Kopp
  • Transformace bimetalových šťavelanů v atmosféře konverzních plynů.
    • Bimetalové šťavelany jsou velmi slibným prekurzorem pro přípravu materiálů s vysokým aplikačním potenciálem. Při termickém rozpadu dochází k uvolňování plynů s redukčními účinky, které mohou zásadně ovlivnit výsledný produkt reakce. Studium transformace těchto materiálů v atmosféře konverzních plynů může vést k přípravě zajímavých materiálu.
    • Experimentální práce v laboratoři
    • Předpoklady: aktivní zájem, ochota trávit čas v laboratoři
    • Konzultant: Josef Kopp
  • Studium metod přípravy vysoko valenčních stavů železa.
    • Materiály obsahující železo ve vysoko valenčním stavu, tj. v oxidačním stavu výším než 3 (tzv. feráty) jsou materiály s velkým aplikačním potenciálem v mnoha oblastech. Tyto materiály jsou náročné na přípravu a manipulaci, vzhledem k jejich nízké stabilitě. Cílem práce bude rešerše známých postupů přípravy těchto materiálů a aplikace těchto postupů v laboratoři.
    • 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

Miroslav Mašláň

  • Studium fázového složení kovových prášků metodou Mössbauerovy spektroskopie.
    • Mössbauerova spektroskopie bude aplikována ke studiu prášků železných slitin používaných v 3D tisku metodou SLM (selective laser melting). Bude jednak studováno fázové složení vybraných prášků železných slitin, jednak bude studován vliv samotného procesu výroby kovových dílů na fázové složení výsledného kovového prvku.
  • Syntéza uhlíkových nanotrubic.
    • Uhlíkové nanotrubice budou syntetizovány metodou CVD (chemical vapor deposition), bude studován vliv vybraných parametrů (atmosféra přípravy, tlak v reakční komoře, teplota) na morfologii a vlastnosti konečného produktu. Ke studiu budou využity různé experimentální techniky, např. elektronová mikroskopie, rentgenová fluorescence, Mössbauerova spektroskopie.

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.
    • Experimentálnípráce