Nabídka témat kvalifikačních prací

Slova oddělujte mezerami.
Téma: Analýza událostí kosmického záření o nejvyšších energiích
Popis: Observatoř Pierra Augera je nejrozlehlejší experimentální zařízení v oboru astorčásticové fyziky na světě. Na ploše 3000 kilometrů čtverečních se v argentinské pampě zaznamenávají částice o energiích, které možná nikdy nebude člověk na zemi schopen vyrobit. Přilétají k nám z neznámých zdrojů ve vesmíru. Úkolem Observatoře je proměřit jejich energetické spektrum, stanovit směry, ze kterých přilétají a také odpovědět na otázku jejich chemického složení. Práce se bude zabývat rozvíjením nejnovějších metod fyzikální analýzy na observatoři a možnostmi nových detekčních technik v budoucnosti.
Supervisor: prof. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Konzultant: RNDr. Petr Trávníček, Ph.D., Ing. Jakub Vícha
Kontakt: petr.travnicek@fzu.cz , tel. 266052690
Studijní programy: AF
Téma: Moderní metody hodnocení optických prvků
Popis: Téma je zaměřeno na vývoj a aplikaci vybraných optických topografických metod, případně jejich kombinací, na nestandardní velkorozměrné plochy jako kontrolní metody pro posouzení kvality těchto ploch a pro výzkum korelace mezi technologickým postupem a kvalitativními a kvantitativními parametry produktu. Dále je předpokládáno, že závěry výzkumu budou aplikovány přímo na dostupné optické výrobní technologie, zejména technologie nové generace. Téma je zvoleno široce s tím, že případnému zájemci bude téma konkretizováno podle aktuální potřeby řešení této problematiky ve SLO UP a FZÚ AV ČR, případně ve spolupráci se zahraničními partnery a podle individuálního zaměření a schopností studenta.
Supervisor: prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Kontakt: kancelář 2.11 tel. 585 63 1501
Studijní programy: AF
Téma: Analýza akustických vln pro zkoumání fyzikálních vlastností povrchů
Popis: V průběhu mechanických testů na pomezí nano a mikro oblasti jsou v materiálech emitovány akustické vlny, které jsou bohatým zdrojem informací o jejich deformační odezvě. Analýza těchto akustických vln umožní hlubší pochopení a přesnější interpretaci výsledků nanoindentační zkoušky nebo scratch testu. Téma v sobě zahrnuje problematiku experimentálního testování lokálních mechanických a tribologických vlastností povrchů a teoretickou a experimentální analýzu signálů akustických emisí. Zejména potom adaptaci přístupů klasické makroskopické akustické emise do mikro oblasti pro studium vzniku mikrotrhlin, delaminace nebo fázových transformací tenkých vrstev, povlaků, a mikro objektů.
Supervisor: prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Konzultant: Mgr. Radim Čtvrtlík, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.11 tel. 585 63 1501
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Optické detekční systémy kosmického záření – vybrané problémy 
Popis: Obsahem tématu je studium současných optických detektorů kosmického záření, zapojení se do některého z aktuálních mezinárodních vědeckých projektů výzkumu kosmického záření a účast na výzkumu nových konkrétních typů optických detektorů kosmického záření, včetně účasti na vědecké práci příslušné mezinárodní kolaborace.
Supervisor: prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Kontakt: kancelář 2.11 tel. 585 63 1501
Studijní programy: AF
Téma: Struktura a vlastnosti laserem nanesených tvrdokovových prášků
Popis: Práce by se měla zabývat analýzou funkčních vlastností tvrdokovových vrstev na bázi karbidů WC a jejich strukturou. Bude hodnocen jednak vliv matrice (Co, Ni, natavení povrchu ocelového vzorku) na otěruvzdornost a tvrdost povrchu pro vybrané průmyslové aplikace, jednak morfologie a homogenita rozmístění karbidů. Studium povede ke stanovení optimálních parametrů navařování s cílem eliminovat vznik trhlin a odlupování karbidických vrstev.
Supervisor: prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Konzultant: RNDr. Hana Chmelíčková
Kontakt: kancelář 2.11 tel. 585 63 1501
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Experimentální testy kvantové provázanosti s využitím vícefotonového zdroje
Popis: Téma pokrývá využití zdroje dvou kvantově provázaných párů k experimentům v oblasti detekce kvantové provázanosti a následných aplikací do kvantového zpracování informace. Bude optimalizována činnost vícefotonového zdroje a sestaveno několik vhodných lineárně-optických uspořádání pro manipulaci a detekci generovaného signálu.
Supervisor: Mgr. Karel Lemr, Ph.D.
Kontakt: kancelář 3.22 tel. 585 63 1547
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Návrh a konstrukce zařízení pro kvantové zpracování informace
Popis: Student se bude věnovat problematice kvantového zpracování informace na platformě lineární optiky. Jeho úkolem bude navrhovat schémata zařízení implementujících vybrané kvantově informační protokoly. Následně pak tato schémata experimentálně sestaví.
Supervisor: Mgr. Karel Lemr, Ph.D.
Kontakt: kancelář 3.22 tel. 585 63 1547
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Analýza vlastností parametrické sestupné konverze
Popis: Modelování a experiment procesu spontánní parametrické sestupné konverze, měření korelací technikami čítání fotonů i na klasické úrovni.
Supervisor: doc. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D. / doc. RNDr. Jan Peřina, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.47/3.21 tel. 585 63 1511/1509
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Fotopulzní statistiky v nelineárních optických procesech a jejich měření
Popis: Budou studovány teoretické modely fotopulzních statistik v různých nelineárních optických procesech. Důraz bude kladen na optické parametrické procesy. Vlastnosti polí budou diskutovány s ohledem na experiment.
Supervisor: doc. RNDr. Jan Peřina, Ph.D.
Kontakt: kancelář 3.21 tel. 585 63 1509
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Generace fotonových párů v metalodielektrických fotonických strukturách 
Popis: Budou studovány vlastnosti fotonových párů v metalodielektrických tenkých vrstvách, zejména spektrální a časové charakteristiky a kvantové korelace fotonů v páru. Zvláštní pozornost bude věnována intenzivní generaci párů v kovových vrstvách.
Supervisor: doc. RNDr. Jan Peřina, Ph.D.
Kontakt: kancelář 3.21 tel. 585 63 1509
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Charakterizace parametrických procesů v nelineárních periodicky pólovaných prostředích
Popis: Prostorové vlastnosti svazků. Studium účinnosti různých procesů. Optimalizace generace sestupné frekvenční konverze.
Supervisor: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Kontakt: kancelář 3.23 tel. 585 63 1577
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Kvantová informatika s korelovanými páry fotonů
Popis: Příprava, zpracování a detekce speciálních stavů světla na jednofotonové úrovni. V experimentech se využívá interference druhého a čtvrtého řádu.
Supervisor: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Kontakt: kancelář 3.23 tel. 585 63 1577
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Vláknová hradla pro kvantovou informatiku
Popis: Návrh a experimentální zprovoznění optických sestav, které slouží pro zpracování stavů světla na jednofotonové úrovni. Zařízení postavená na vláknové optice mají snazší aplikační implementaci, než sestavy s objemovou optikou.
Supervisor: Mgr. Antonín Černoch, Ph.D.
Kontakt: kancelář 3.22 tel. 585 63 1547
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Studium moderních materiálů pomocí optických spektroskopických metod
Popis: Měření absorpčních, fluorescenčních a časově-rozlišených fluorescenčních spekter uhlíkových, kovových a oxidokovových nanostruktur. Vývoj příslušných metod.
Supervisor: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.47/3.23 tel. 585 63 1511/1577
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Vliv depozičních podmínek na fyzikální vlastnosti tenkých vrstev pro optické prvky
Popis: Obsahem tématu je studium vlastností tenkých ochranných vrstev SiO2, TiO2 a HfO2 nanášených na optické prvky pro různá nastavení depozičního procesu. Mezi zkoumané vlastnosti patří především struktura nanášených vrstev, stupeň krystalizace, tvrdost a odolnost vůči opotřebení, propustnost v UV/VIS oblasti apod. Dalším cílem výzkumu je vliv žíhání v ochranné atmosféře na kvalitu vrstev.
Supervisor: Mgr. Libor Nožka, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.16 tel. 585 63 1533
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Vliv depozičních podmínek na fyzikální vlastnosti tenkých vrstev pro optické prvky
Popis: Obsahem tématu je studium vlastností tenkých ochranných vrstev SiO2, TiO2 a HfO2 nanášených na optické prvky pro různá nastavení depozičního procesu. Mezi zkoumané vlastnosti patří především struktura nanášených vrstev, stupeň krystalizace, tvrdost a odolnost vůči opotřebení, propustnost v UV/VIS oblasti apod. Dalším cílem výzkumu je vliv žíhání v ochranné atmosféře na kvalitu vrstev.
Supervisor: prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Konzultant: Mgr. Zdeněk Hubička, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.11 tel. 585 63 1501
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Metody přímého pokovení s vysokou odrazivostí pro termosetické materiály
Popis: Práce bude zaměřena na analýzu tenkých vrstev s různým indexem lomu pro metodu přímé depozice na termosetické materiály bez předchozí povrchové úpravy formou lakování. Důležitou součástí práce bude rovněž studium kombinace depozice tenkých vrstev s různým indexem lomu pro dosažení vysoké reflexivity povrchové úpravy zejména vhodné pro plasty a odvozené materiály. 
Supervisor: doc. Mgr. Pavel Tuček, Ph.D.
Kontakt: pavel.tucek@upol.cz, tel. 734281751
Studijní programy: AF
Téma: Charakterizace stripových křemíkových detektorů pro ATLAS Inner Tracker pomocí testovacích svazků a počítačových simulací
Popis: Urychlovač Large Hadron Collider v mezinárodní laboratoři CERN bude v letech 2025 až 2027 přestavěn na nový (High-Luminosity Large Hadron Collider, HL-LHC). Jeho okamžitá luminozita bude až 7×1034 cm-2s-1, odpovídající v průměru 200 neelastickým proton-protonovým srážkám na jeden bunch crossing, a očekávaná celková integrální luminozita v experimentu ATLAS dosáhne 4000 fb-1. Parametry HL-LHC tak implikují kritické zvýšení požadavků na radiační odolnost, granularitu, ale také rychlost přenosu a zpracování dat dráhového detektoru experimentu ATLAS. Současný dráhový detektor bude proto nahrazen novým, tzv. Inner Tracker (ITk), který bude obsahovat pouze pixelové a stripové křemíkové detektory. Tématem disertační práce je detailní charakterizace detekčních vlastností stripových křemíkových detektorů vyvinutých kolaborací ATLAS ITk na testovacích svazcích ultrarelativistických elektronů a hadronů na synchrotronech DESY II a CERN SPS, s využitím teleskopu EUDET, který se skládá z pixelových detektorů umístěných před a za studovaným vzorkem. Získaná experimentální data budou porovnána s výstupy počítačových simulací z programů Allpix Squared a Athena, které poskytují prostředí pro kompletní simulaci realného experimentu od depozice energie nabité částice v křemíkovém senzoru po digitalizaci signálu na jednotlivých vyčítacích kanálech detektoru.
Supervisor: RNDr. Karel Černý, Ph.D.
Kontakt: karel.cerny@upol.cz
Studijní programy: AF
Téma: Vytváření 1D struktur a jejich dekorování pomocí plazmatických technik
Popis: Vytváření 1D nanostrukturovaných polí z polovodivých materiálů představuje důležitou oblast materiálového výzkumu, zejména kvůli velkému specifickému povrchu, chemické stabilitě a kontrolovatelné míře rekombinace nosičů náboje těchto nanostruktur. Nanostrukturované materiály mohou být dále funkcionalizovány prostřednictvím jejich dekorování jinými polovodičovými nebo kovovými nanostrukturami s využitím plazmatických nebo chemických technik. Tyto hierarchické struktury jsou obecně velmi žádoucí v aplikacích zahrnujících oblasti sensorů, baterií, superkondenzátorů apod. Obsahem tématu je studium vytváření 1D nanostrukturovaných materiálů oxidů kovů pomocí chemických a plazmatických technik. Tyto struktury budou připravovány pomocí hydrotermálních technik a elektrochemické anodizace a následně strukturně modifikovány termálním žíháním. Důležitou součástí bude dekorování těchto 1D struktur pomocí jiných funkčních materiálů prostřednictvím plazmatických a chemických metod. Pozornost bude věnována vztahu mezi fyzikálními a chemickými vlastnostmi vytvářených struktur a podmínkami technologických procesů, stejně tak jako jejich praktickým aplikacím.
Supervisor: prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Konzultant: Mgr. Radim Čtvrtlík, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.11 tel. 585 63 1501
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Fyzikální vlastnosti multifunkčních tenkých vrstev
Popis: Přípravě tenkých vrstev kovů a oxidů kovů je v současnosti věnována značná pozornost zejména díky jejich použitelnosti v optoelektronických zařízeních, kde mohou být využity pro jako senzory, transparentní elektricky vodivé elektrody apod. Chemické, optické a optoelektronické vlastnosti těchto tenkých oxidických vrstev silně závisí na řadě parametrů jako jsou například jejich tloušťka, krystalinita, přítomnost defektů, morfologie a další. Obsahem tématu je výzkum zaměřený na výrobu multifunkčních kovových a oxidických tenkých vrstev pomocí fyzikálních vakuových technik (tepelné odpařování, magnetronové naprašování, reaktivní magnetronové naprašování). Funkční vlastnosti těchto tenkých vrstev budou dále modifikovány pomocí plazmatických a termálních procesů. Optické, elektrické a optoelektronické vlastnosti těchto tenkých vrstev budou charakterizovány pomocí sofistikovaných analytických technologií. Použitelnost těchto tenkých vrstev bude dále studována s ohledem na jejich použitelnost jako senzoru na mechanicky flexibilním substrátu.
Supervisor: prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Konzultant: Mgr. Radim Čtvrtlík, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.11 tel. 585 63 1501
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Poškozovaní materiálů způsobené nanosekundovými shluky částic
Popis: Experimenty zaměřené na laserem buzené urychlování částic jsou zdrojem vysoce intenzivních shluků částic o nanosekundových délkách. Tématem práce je studium mechanizmů poškození v materiálech při interakci s takto krátce trvajícími shluky částic.
Supervisor: prof. Jan Řídký, DrSc.
Kontakt: ridky@fzu.cz
Studijní programy: AF
Téma: Vliv kumulativních efektů na vlastnosti částicových detektorů užívaných při experimentech s laserem-buzeným urychlováním částic
Popis: Speciální charakteristiky zdrojů založených na laserem-buzeném urychlovaní částic, jako jsou vysoká intenzita a nanosekundová délka generovaných shluků částic, vyvolaly poptávku po rychlých a dostatečně radiačně odolných detektorech, které mohou být použity k charakterizaci generovaných částic. Práce bude zaměřená na studium změn vlastností částicových detektorů způsobených dlouhodobým ozařováním v podmínkách experimentů s laserem-buzeným urychlováním částic.
Supervisor: prof. Jan Řídký, DrSc.
Kontakt: ridky@fzu.cz
Studijní programy: AF
Téma: Vícefotonové experimenty pro kvantovou komunikaci
Popis: Téma zahrnuje převážně experimentální výzkum v oblasti kvantového zpracování informace na platformě lineární optiky. Budou hledány nové možnosti a aplikace vícefotonových stavů, včetně multipartitní kvantové provázanosti, v oblasti kvantové komunikace.
Supervisor: Mgr. Karel Lemr, Ph.D.
Kontakt: kancelář 3.22 tel. 585 63 1547
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Studium moderních materiálů pomocí optických spektroskopických metod
Popis: Měření absorpčních, fluorescenčních a časově-rozlišených fluorescenčních spekter uhlíkových, kovových a oxidokovových nanostruktur. Vývoj příslušných metod.
Supervisor: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.47/3.23 tel. 585 63 1511/1577
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Vliv depozičních podmínek na fyzikální vlastnosti tenkých vrstev pro optické prvky
Popis: Obsahem tématu je studium vlastností tenkých ochranných vrstev SiO2, TiO2 a HfO2 nanášených na optické prvky pro různá nastavení depozičního procesu. Mezi zkoumané vlastnosti patří především struktura nanášených vrstev, stupeň krystalizace, tvrdost a odolnost vůči opotřebení, propustnost v UV/VIS oblasti apod. Dalším cílem výzkumu je vliv žíhání v ochranné atmosféře na kvalitu vrstev.
Supervisor: Mgr. Libor Nožka, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.16 tel. 585 63 1533
Studijní programy: AF,NANO
Téma: Analýza kosmického záření gama v experimentu CTA
Popis: Observatoř Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO častěji CTA) bude nejrozlehlejším a technologicky nejpokročilejším pozemním zařízením pro detekci vysokoenergetických gama fotonů přicházejích z kosmického prostoru. CTA se bude nacházet na dvou lokalitách na severní a jižní polokouli. Každá z lokalit bude vybavena třemi typy teleskopů citlivými měřícími v různých oborech energií. Ve výsledku bude experiment pokrývat energetické rozmezí příchozích gama fotonů 20 GeV – 100 TeV. Fyzikální princip měření je založen na detekci Čerenkovova záření v teleskopech, které je generováno nabitými částicemi s rychlostí vyšší než je rychlost šíření světla v daném prostředí, v našem případě v atmosféře. Nabité částice vznikají v kaskádě interakcí na jejímž počátku je primární interakce příchozího gama fotonu s atmosférou. Cílem práce bude vývoj algoritmů a interpretace naměřených dat. Primárním úkolem experimentu je měření energetického spektra a zaměření zdrojů gama fotonů.
Supervisor: RNDr. Karel Černý, Ph.D.
Kontakt: kancelář 2.17, tel. 585 631 585
Studijní programy: AF
Téma: Fluorescenční dalekohled pro budoucí pole teleskopu FAST.
Popis: Pole jednopixelových fluorescenčních teleskopů (FAST) je výzkumný a vývojový projekt zaměřený na vývoj cenově dostupných fluorescenčních detektorů, které by mohly v budoucnu nahradit stávající hybridní detektory observatoří pro výzkum kosmického záření jako je např. observatoř Pierre Auger Observatory. Stávající prototypy FAST teleskopů slouží jako koncepce pro budoucí gigantické pole detektorů kosmického záření ultra-vysokých energií (UHECR). Cílem této práce bude analýza dat aktuálních prototypů FAST, optické simulace a optimalizace budoucí obří observatoře.
Supervisor: Mgr. Dušan Mandát, Ph.D.
Konzultant: Mgr. Miroslav Pech, Ph.D., Dr. Toshihiro Fujii
Kontakt: kancelář 2.20, tel. 585 631 686
Studijní programy: AF