Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2022/2023

Materiály pro elektrotechniku

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky čeština
Kód 653-2004/01
Zkratka MpE
Název předmětu česky Materiály pro elektrotechniku
Název předmětu anglicky Materials for Electrotechnics
Kreditů 5
Garantující katedra Katedra materiálového inženýrství a recyklace
Garant předmětu doc. Ing. Ivo Szurman, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Elektronová teorie kovového stavu. Kohezní síly pevných látek; typy vazeb a jejich vliv na fyzikální vlastnosti materiálů. Kvantová, elektronová a pásová teorie vodivosti.
2. Základní charakteristika a požadavky na materiály pro elektrotechniku a mikroelektroniku. Fyzikální, chemické a fyzikálně chemické metody rafinace a syntézy kovových i nekovových materiálů a jejich charakterizace.
3. Metody přípravy vysoce čistých a strukturně definovaných materiálů s monokrystalickou strukturou pro nové typy elektronických, optoelektronických a magnetických prvků. Vliv elektricky aktivních prvků na vlastnosti elektronických součástek.
4. Vodivé materiály. Fyzikální podstata elektrické vodivosti, základní vlastnosti vodivých materiálů. Vodivé materiály na bázi kovů a jejich slitin, uhlíkové materiály.
5. Speciální vodivé materiály: kontaktní materiály, odporové materiály, termočlánkové materiály, bimetaly, pájky, kovy a slitiny pro pojistky, materiály s tvarovou pamětí, materiály pro vakuovou elektrotechniku.
6. Supravodivé materiály. Nízkoteplotní a vysokoteplotní supravodiče.
7. Magnetické materiály. Základní pojmy, podstata feromagnetismu, vlastnosti magnetických materiálů. Základní typy magnetických materiálů. Magneticky měkké materiály na bázi kovů, kovová skla. Magneticky tvrdé materiály. Ferity. Struktura, rozdělení, technologie výroby, vlastnosti a oblasti použití.
8. Dielektrika a izolanty, vlastnosti a struktura izolantů, polarizace a permitivita dielektrik, elektrická pevnost pevných izolantů, průraz a základní druhy průrazu, neelektrické vlastnosti izolantů. Plynné, kapalné a pevné izolanty, anorganické, organické a syntetické izolanty.
9. Oxidické materiály - feroelektrika, materiály pro bublinové paměti (granáty). Kapalné krystaly - nematické, lamelární a kolumnární systémy - struktura a její transformace. Materiály pro zvláštní účely, whiskery. Kompozitní materiály.
10. Fyzikální vlastnosti a hlavní druhy polovodičových materiálů. Teorie vodivosti u polovodičů. Polovodičové materiály elementární, sloučeninové a oxidické. Vliv vnějších účinků na vlastnosti polovodičů.
11. Základní technologie výroby polovodičových materiálů a integrovaných obvodů, planárně epitaxní technologie při výrobě integrovaných obvodů aplikovaných v mikroelektronice, evoluce a druhy technologií, příprava podložek (substrátů), základy fotolitografie, základní materiály používané při tvorbě struktury polovodičových prvků.
12. Mechanismus elementárních procesů přípravy aktivních prvků epitaxí, napařováním, naprašováním a iontovou implantací, aplikace difuzních procesů v polovodičích při tvorbě P-N přechodů.
13. Optoelektronika – generátory a detektory záření, vlnovody. Sloučeniny AIIIBV, AIIBVI…, laserová technika, solární články. Materiálové inženýrství v elektrotechnice.
14. Nanomateriály a nanoelektronika. Materiálové inženýrství elektrotechniky a mikroelektroniky.

E-learning

Zatím odkaz na http://www.person.vsb.cz/

Povinná literatura

[1] http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/ETMAT/index.htm.
[2] ROUS, B. Materiály pro elektroniku a mikroelektroniku. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1991. ISBN 80-03-00617-1.
[3] BOUDA, V. Materiály pro elektrotechniku. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2000. ISBN 80-01-02232-3 .

Advised literature

[1] ŠESTÁK, J., Z. STRNAD a A. TŘÍSKA. Speciální technologie a materiály. Praha: Academia, 1993. ISBN 80-200-0148-4.
[2] BOUDA, V., P. MACH, J. PETR. a K. ŠTUPL. Vlastnosti a technologie materiálů. Vyd. 2. Praha: ČVUT, 1998. ISBN 80-01-01839-3 .
[3] LIPTÁK, J. a J. SEDLÁČEK. Úvod do elektrotechnických materiálů. V Praze: České vysoké učení technické, 2008dotisk. ISBN 978-80-01-03191-9.
[4] DORF, R.C., ed. The electrical engineering handbook. Boca Raton: CRC Press, c1993. ISBN 0-8493-0185-8.