|
|
Non-Linear Electro-Ultrasonic Spectroscopy of Resistive Materials
Tofel, Pavel ; Koktavý, Bohumil (oponent) ; Smulko, Janusz (oponent) ; Šikula, Josef (vedoucí práce)
All materials contain cracks and micro-cracks in structure. My aim is to detect these cracks. Electro-Ultrasonic spectroscopy is a non–destructive testing method which describes quality and reliability of a tested sample. Tested sample is excited by the harmonic electrical signal of frequency fE and ultrasonic signal of frequency fU. A new harmonic signal of the frequency fi is created as a result of electrical resistance change due to the variation of the crack effective area by ultrasonic excitation. The intermodulation frequency fi is given by the subtraction of excitation frequencies fE and fU. Amplitude of the intermodulation signal at frequency fi is influenced by the electric current, which flows through the sample structure, and resistance change, which is ultrasonically induced due to the defects and unhomogeneities in a sample structure. High sensitivity of this method comes from the fact that the frequencies of exciting sources and measured signal are on different frequencies. The signal-to-noise ratio and high sensitivity for NDT analyses are based on the application of electrical filters for attenuation of exciting signals in signal preprocessing. Experimental verification of this method was performed on various samples such as magnesium alloy, aluminium and dural plates, both without and with cracks, varisotors, MOS FET transistor, rock samples, monocrystals Si and CdTe. This work presents a new non-destructive testing method of solids with metallic electrical conductivity, monocrystals, resistive materials and electronic devices.
|
|
|
Analýza operačních nákladů obráběcího procesu
Šikula, Josef ; Osička, Karel (oponent) ; Prokop, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá operačními výrobními náklady obráběcího procesu a jejich následnou optimalizací. Jsou zde specifikovány jednotlivé nákladové položky, které vstupují do obráběcího procesu. Pozornost je věnována spotřebě času u jednotlivých metod obrábění. Cílem práce je nalezení optimální kombinace řezné rychlosti a trvanlivosti tak, aby byla splněna kritéria minimálních nákladů a maximální výrobnosti. Výpočty jsou použity pro případy soustružení vnější válcové plochy a čelní plochy konstantní řeznou rychlostí. K práci je přiložené CD s tabulkami a výpočty v programu Microsoft Excel.
|
|
|
Elektronický šum piezokeramických snímačů akustické emise
Majzner, Jiří ; Šikula, Josef (vedoucí práce)
V práci je provedena analýza elektrických a šumových charakteristik piezokeramických snímačů akustické emise a cílem je analyzovat a navrhnout optimalizaci poměru signál/šum. Výchozím bodem je objasnění vzniku šumu ve snímačích akustické emise. Fluktuace napětí je způsobena mechanickými kmity dipólů v důsledku jejich interakce s fonony. Frekvence kmitů dipólů má statistické rozdělení a celková energie těchto kmitů je úměrná teplotě. Statistické rozdělení frekvence kmitů pak vede ke vzniku spektrální hustoty šumu, která je v nízkofrekvenční oblasti typu 1/f. Mírou interakce mezi fonony a elektrickými dipóly je imaginární složka susceptibility, která souvisí s přeměnou elektrické energie na mechanickou energii kmitů. Tento proces je ireverzibilní a závažný teoretický problém spočívá v tom, zda i v případě snímačů akustické emise lze popsat fluktuační procesy na základě Callenova-Weltonova fluktuačně disipačního teorému. Protože se jedná o tepelné kmity dipólů, očekává se, že i v této soustavě by se měl též objevit generačně-rekombinační šum. V práci je řešen vliv reálné a imaginární složky susceptibility na elektrické a šumové charakteristiky, je popsán rozptyl elektrické energie, který je charakterizován imaginární složkou susceptibility a dále popsána její souvislost s výkonovou spektrální hustotou šumu. Protože základem těchto procesů je interakce elektrických dipólů s fonony, jsou v práci popsány teplotní závislosti ekvivalentního sériového odporu a výkonové spektrální hustoty šumového napětí. Tuhost piezokeramiky se významě podílí na vzniku rezonancí, a proto byl řešen problém vlivu tlaku na šumové charakteristiky snímače. Zvýšení poměru signál/šum vyžaduje zvětšování průřezu piezokeramického vzorku při zachovaní stejné tloušťky. Protože jak šumová spektrální hustota tak citlivost jsou přímo úměrné tloušťce piezokeramického vzorku, proto poměr šumové spektrální hustoty a citlivosti nezávisí na tloušťce vzorku. Protože šumové napětí je přímo úměrné odmocnině ze spektrální hustoty a šířky pásma, proto poměr napětí na snímači k šumovému napětí roste s odmocninou z tloušťky. Pro vysoký poměr signál/šum je nezbytné minimalizovat šířku pásma zesilovače signálu. Výkonová spektrální hustota šumového napětí roste s rostoucí teplotou, přičemž při teplotě 300 K je aktivační energie 20 meV a při teplotě 400 K je aktivační energie 80 meV. S rostoucím tlakem se výkonová spektrální hustota planárních kmitů snižuje a současně se rezonanční frekvence zvyšuje. Šířka křivky normované spektrální hustoty roste s tlakem pro planární kmity, zatímco pro tloušťkové kmity se nemění. Aby bylo možné posoudit vliv elektrické polarizace piezokeramiky na elektrické a šumové charakteristiky bylo provedeno experimentální studium těchto závislostí na vzorcích bez polarizace a pro vzorky polarizované elektrickým polem o intenzitě Ep = 500 V/mm a 1000 V/mm. Vzorky bez polarizace vykazují pouze šum typu 1/f v souladu s Callenovým-Weltonovým teorémem. Polarizace vede ke vzniku planárních a tloušťkových kmitů a výkonová spektrální hustota fluktuace napětí na elektrodách je přímo úměrná teplotě, nepřímo úměrná imaginární složce permitivity, ploše vzorku S a frekvenci f.
|
|
| |
|
| |
|
|
Properties of point defects in CdTe at temperatures of 300 - 600 K
Korcsmáros, Gabriel ; Moravec, Pavel (vedoucí práce) ; Šikula, Josef (oponent) ; Toušková, Jana (oponent)
Tepelná stabilita krystalů p-CdTe byla studována pomocí měření vodivosti a Hallova jevu při pokojové teplotě a při mírně zvýšených teplotách. Bylo pozorováno, že tepelné změny často implikují anomální chování hustoty děr charakterizované reverzibilním poklesem nebo zvýšením při zahřívání nebo chlazení. Tato anomálie byla vysvětlena přenosem rychle se difundujících donorů mezi Te inkluze a objemem vzorku. Pomocí sekundární iontové hmotnostní spektroskopie (SIMS) sodík a draslík byly stanoveny jako nejpravděpodobnější difúzní prvky. K ověření tohoto chování byly vzorky zpracovány také v nasyceném roztoku NaCl v různých časových intervalech, aby se prozkoumal vliv oxidové vrstvy a sodíku na povrch vzorku. Pro stanovení struktury povrchu byl vzorek charakterizován elipsometricky, rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS), SIMS a fotoluminiscenci. Velmi nízký difúzní koeficient Na byl vysvětlen zachycením Na v podmřížce Cd.
|
|
|
Fotoelektrický transport ve vysokoodporovém CdTe pro detektory rentgenova záření
Dědič, Václav ; Franc, Jan (vedoucí práce) ; Šikula, Josef (oponent)
CdTe semiconductor is a good material for the construction of X-ray and gamma ray detectors. Its physical properties are strongly influenced by an existence of deep levels in the forbidden band. This thesis deals with an influence of deep levels to the photoelectric transport in high resistivity CdTe. Experimental part of this thesis consits of measurement of slopes of Lux-Ampere characteristics of variously doped CdTe samples depended on voltage and energy of excitation. Gradients of measured guidelines of Lux-Ampere characteristics show strong dependency on an electric charge accumulated on deep levels. This thesis also contains numerical models of photoconductivity for various parameters of material.
|
|
|
Properties of point defects in CdTe at temperatures of 300 - 600 K
Korcsmáros, Gabriel ; Moravec, Pavel (vedoucí práce) ; Šikula, Josef (oponent) ; Toušková, Jana (oponent)
Tepelná stabilita krystalů p-CdTe byla studována pomocí měření vodivosti a Hallova jevu při pokojové teplotě a při mírně zvýšených teplotách. Bylo pozorováno, že tepelné změny často implikují anomální chování hustoty děr charakterizované reverzibilním poklesem nebo zvýšením při zahřívání nebo chlazení. Tato anomálie byla vysvětlena přenosem rychle se difundujících donorů mezi Te inkluze a objemem vzorku. Pomocí sekundární iontové hmotnostní spektroskopie (SIMS) sodík a draslík byly stanoveny jako nejpravděpodobnější difúzní prvky. K ověření tohoto chování byly vzorky zpracovány také v nasyceném roztoku NaCl v různých časových intervalech, aby se prozkoumal vliv oxidové vrstvy a sodíku na povrch vzorku. Pro stanovení struktury povrchu byl vzorek charakterizován elipsometricky, rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS), SIMS a fotoluminiscenci. Velmi nízký difúzní koeficient Na byl vysvětlen zachycením Na v podmřížce Cd.
|
|
|
Analýza operačních nákladů obráběcího procesu
Šikula, Josef ; Osička, Karel (oponent) ; Prokop, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá operačními výrobními náklady obráběcího procesu a jejich následnou optimalizací. Jsou zde specifikovány jednotlivé nákladové položky, které vstupují do obráběcího procesu. Pozornost je věnována spotřebě času u jednotlivých metod obrábění. Cílem práce je nalezení optimální kombinace řezné rychlosti a trvanlivosti tak, aby byla splněna kritéria minimálních nákladů a maximální výrobnosti. Výpočty jsou použity pro případy soustružení vnější válcové plochy a čelní plochy konstantní řeznou rychlostí. K práci je přiložené CD s tabulkami a výpočty v programu Microsoft Excel.
|
|
|
Poruchy limitující sběr náboje v semiizolačním CdZnTe
Zajac, Vít ; Franc, Jan (vedoucí práce) ; Šikula, Josef (oponent)
Název práce: Poruchy limitující sběr náboje v semiizolačním CdZnTe Autor: Vít Zajac Katedra / Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí diplomové práce: doc. Ing. Jan Franc, DrSc., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Na 4 vzorcích ze 2 krystalů se podařilo pozorovat fotoluminiscenční přechody hluboko v zakázaném pásu semiizolačního Cd1-xZnxTe (x = 0,02 - 0,18) na řadě bodů podél osy růstu. Pozorované spektrální čáry vypovídají o přítomnosti hlubokých hladin ve vzorku a jejich intenzita je do jisté míry úměrná koncentraci těchto hladin. Porovnáním s rozložením měrného odporu a fotovodivosti změřeným bezkontaktní metodou bylo zjištěno, že mezi změnou intenzity fotoluminiscence hlubokých hladin a změnou měrného odporu ani fotovodivosti neexistuje přímočarý vztah. Korelační analýzou průběhu měrného odporu a fotovodivosti na 6 vzorcích ze 4 krystalů byl potvrzen následující model: Posun Fermiho meze v zakázaném pásu vyvolaný změnou kompenzačních podmínek je doprovázen jednoznačnou změnou měrného odporu krystalu a má za následek změnu obsazení hlubokých hladin. To vyvolá změnu fotovodivosti krystalu, protože míra obsazení hlubokých hladin má rozhodující vliv na jejich schopnost zachytávat fotogenerované nosiče náboje. Klíčová slova: CdZnTe, měrný odpor, fotovodivost, obsazení hlubokých hladin, fotoluminiscence.
|
host ::
RSS.