Optoelektronika

  1. Základní parametry polovodičových materiálů - struktura, pásové schéma, elektrické a optické vlastnosti, metody přípravy polovodičových monokrystalů.
  2. Vlastní a nevlastní polovodič - el. a energetické charakteristiky, příměsové hladiny, využití, rozdíl ve fyzikálních vlastnostech.
  3. Elektrické vlastnosti polovodičů - transportní rovnice, Hallův jev, rozptyl elektronů při transportu, měření elektrických charakteristik polovodičových materiálů.
  4. Optické vlastnosti polovodičů a jejich měření - struktura absorbčního pásu, vliv příměsí, fonony, ovlivnění optických vlastností vnějšími poli.
  5. Fotoelektrické vlastnosti polovodičů, detektory, solární články - vnější a vnitřní fotoefekt.
  6. Statistika elektronů, vazby a volné elektrony, stupeň zaplnění jednotlivých hladin, statistika volných nositelů v polovodičích.
  7. . Difúze nosičů náboje (Fickovy rovnice), p-n přechod, dioda, kontakt kov-polovodič, tranzistor, charakteristiky přechodů a metody jejich přípravy.
  8. Kinetická Boltzmannova rovnice, relaxační doby, vodivost, rozptylové mechanismy.
  9. Základní principy výroby polovodičových součástek - dioda, tranzistor, IQ, bipolární, unipolární, Schottky.
  10. Využití polovodičů v optoelektronice - filtry, detektory, zdroje záření, nanoelektronika.
  11. Základní principy technologie výroby polovodičových materiálů a struktur, charakteristiky vrstev.
  12. Struktura pevných látek, krystalů a metody jejího studia - typy symetrií, Bravaisovy mříže, translační symetrie, reciproká mřížka, její definice a vlastnosti.
  13. Dynamika krystalové mříže, specifická tepla, fonony - centrální a necentrální síly, fononové spektrum a jeho měření, vliv příměsí a defektů na fononové spektrum.
  14. Pohyb elektronů v periodickém poli, Schrödingerova rovnice - metody řešení, pásová teorie pevných látek, jednoelektronová aproximace, selfkonsistentní potenciál.
  15. Optické vlastnosti pevných látek, metody studia - spektroskopie, modulační techniky, tvar absorbční hrany, excitony, plasmony.
  16. Metody studia povrchu pevných látek (SIMS,ESCA,LEED,EDAX...) - základní principy a citlivosti metod, použití.
  17. Kvazičástice - fonony, polarony, magnony, excitony.
  18. Fermiho plyn volných elektronů, statistika volných elektronů, degenerovaný polovodič.
  19. Supravodivost - princip, využití.
  20. Dielektrika a feroelektrika - obecné fyzikální vlastnosti, charakteristiky, vazby, struktura, elektrické, optické a magnetické vlastnosti.
  21. Reciproká mřížka - důvod použití, vlastnosti, důsledky.
  22. Vznik pásových schemat - jednotlivé typy, efektivní reciproká hmota, přímé a nepřímé přechody mezi pásy.
  23. Defekty v pevných látkách - povrch, dislokace, příměsové atomy, skluzové roviny, vliv na fyzikální vlastnosti pevných látek.
  24. Optoelektronický systém - složení, požadavky na jednotlivé části z hlediska optimální funkce - příklady použití a vlivu parametrů jednotlivých částí na funkci celku.
  25. Zdroje záření - charakteristiky, třídění, využití, detaily konstrukce.
  26. Detektory záření - charakteristiky, třídění, využití, detaily konstrukce.
  27. Černé těleso, radiometr - fyzikální charakteristiky, realizace.
  28. Přenosové charakteristiky atmosféry - vliv na využití v optoelektronice resp. ve sdělování.
  29. Fotoelektrické jevy, selektivní detektory záření - charakteristiky, principy funkce, využití.
  30. Metodika hodnocení detektorů z hlediska jejich obecných fyzikálních vlastností, definice a význam základních parametrů.
  31. Časová konstanta detektoru a její vliv na přenos signálu, detekce periodických signálů.
  32. Metody detekce slabých signálů, šum v optoelektronických systémech.
  33. Aplikace optických a optoelektronických principů v konstrukci, výrobě a hodnocení vlastností polovodičových materiálů, struktur a prvků.
  34. Šum v optoelektronických prvcích a systémech a jeho eliminace.
  35. Optoelektronické systémy na měření posunutí a otočení - princip funkce, citlivosti, přesnosti.
  36. Konstrukce disperzních a fourierovských spektrofotometrů - srovnání, výhody a nevýhody jednotlivých typů.
  37. Elektronový mikroskop - typy, popis funkce a vlastností.
  38. Naváděcí systémy, systémy a prvky pro detekci polohy - princip, funkce, citlivost.
  39. Operační zesilovače, princip činnosti, invertující a neinvertující zapojení, příklady aplikačních zapojení.
  40. Nelineární obvody s operačními zesilovači - tvarovače, funkční měniče, střídače, multiplexery a demultiplexery, AD a DA převodníky a jejich principy, vzorkovače signálu a Kotelnikův teorém.
  41. Stabilizované zdroje napětí a proudu s využitím operačních zesilovačů, činitel stabilizace.
  42. Logické, kombinační a sekvenční obvody, definice hazardních stavů, číslicové komparátory, kodéry a dekodéry, čítače a registry.
  43. Princip a funkce mikroprocesorů, typy sběrnic, přerušení a jejich význam. Příklady komunikace procesorů s periferními obvody a paměťmi.