Doktorské studium

Studijní obor Materiálová chemie

Stručná charakteristika oboru

Materiálová chemie je součástí materiálových věd, které zaujímají významné místo ve všech oborech výrobní činnosti. Studium vlastností materiálů a jejich využití je spojeno s technologickým vývojem lidské společnosti a vývoj nových materiálů s lepšími vlastnostmi je motorem materiálního a technického pokroku. Od původních empirických metod zpracování přírodních materiálů přešel vývoj do stavu, kdy můžeme cíleně připravovat kovové, keramické, polymerní, polovodičové a hybridní materiály s předem určenými vlastnostmi. Toho je dosaženo na základě detailního poznání vztahů mezi atomovou strukturou, mikrostrukturou a morfologií na straně jedné a fyzikálními a chemickými vlastnostmi daného materiálu na straně druhé. Ovlivněním struktury při zpracování materiálu je pak dosaženo požadovaných vlastností výrobku. Syntetická materiálová chemie úzce navazuje na příbuzné chemické disciplíny, jako je anorganická, organická a makromolekulární chemie a v poslední době i biochemie. Studium materiálových vlastností je založeno na poznatcích matematiky, fyziky, fyzikální a analytické chemie. Výsledky výzkumu materiálové chemie jsou pak využity v různých výrobních oborech od elektrotechniky a strojírenství přes stavebnictví až po medicínu a ovlivňují rozvoj celé společnosti.

Obor materiálová chemie na Masarykově univerzitě nabízí zájemcům příležitost dosáhnout vysokoškolského vzdělání nejen na úrovni bakalářského a magisterského, ale i doktorského studia. Doktorandi se vzdělávají ve specializovaných kurzech, zapojují se do výzkumu v rámci projektů řešených výzkumnými skupinami Ústavu chemie a vyjíždějí na zahraniční studijní pobyty a stáže.

Cíle studia

Cílem studia je připravit absolventy, kteří mají znalosti na úrovní magisterského studia, při kterém získali přehled ve specializovaných oblastech syntézy pokročilých kovových a nekovových anorganických materiálů, polymerních materiálů, teoretických výpočtů a široké palety charakterizačních fyzikálně-chemických technik. Absolventi doktorského studia získají schopnosti dobře se orientovat ve výsledcích současného moderního výzkumu materiálové chemie, aplikovat nabyté vědomosti a znalosti a sami se aktivně zapojit do výzkumu a vývoje ve všech oblastech souvisejících s chemií materiálů.

Profil absolventa oboru

Znalosti absolventů jsou založeny na dobrých základech fundamentálních disciplín anorganické, organické, fyzikální a analytické chemie a fyziky pevné fáze. Studium těchto předmětů vede k pochopení struktury a chemických a fyzikálních vlastností anorganických a organických látek. Specializované předměty materiálové chemie budují znalosti o vztahu struktury materiálů a jejich vlastností. Důraz je kladen na širokou škálu metod přípravy, charakterizace a teoretického studia nových materiálů. Mnohostranné praktické zkušenosti s fyzikálně-chemickými metodami rentgenové difrakce, optické a elektronové mikroskopie, termické analýzy, hmotnostní spektrometrie, měření povrchových vlastností, vibrační, atomové a NMR spektroskopie umožní rychlou adaptaci absolventů i na jiné metodiky, se kterými se ve své praxi střetnou. Hlubší specializace na materiály kovové, anorganické, polymerní a polovodičové je dosaženo vypracováním disertační práce v některé z těchto oblastí.

Absolventi doktorského studijního programu materiálová chemie získají schopnosti samostatné tvůrčí vědecké práce, hluboké znalosti chemických, fyzikálních a matematických disciplín a praktické dovednosti v oblasti výpočetní a přístrojové techniky, zpracování dat a získávání informací a dat z databází i ze všech dalších informačních zdrojů. Výsledky své práce budou schopni jasně a srozumitelně prezentovat před odbornou veřejností i v cizím jazyce. Budou vybaveni teoretickými a praktickými znalostmi, které jim umožní vědecky pracovat v oborech materiálových a chemických věd na univerzitách, technických univerzitách nebo výzkumných ústavech u nás i v zahraničí, nebo tyto obory vyučovat. Stejně budou připraveni uplatnit se v komerčních institucích ve výzkumu, vývoji, výrobě a kontrole. Prací v badatelském týmu a získáváním zkušeností při pedagogické pomoci v bakalářském a magisterském studiu si studenti doktorského studia rozvinou schopnost nejen být vedeni, ale rovněž vést podřízené. Tím získají další nepostradatelné zkušenosti pro předpokládané vedoucí postavení v budoucí profesní roli. Absolventi tohoto studijního oboru naleznou uplatnění v široké oblasti profesí, které vyžadují odborné vzdělání na vysokoškolské úrovni orientované na vývoj, přípravu, zpracování a charakterizaci jak klasických materiálů kovových, keramických, skel, polymerních, polovodičových, tak všech nových progresivních materiálů, jako kompozitů, biomateriálů, hybridních materiálů a nanomateriálů. Vzhledem k širokému pojetí odbornosti a obsahu materiálové chemie budou připraveni nejen na profesionální působení ve své specializaci, ale také na snadnou adaptaci k případnému působení v jiném příbuzném oboru technických nebo přírodních věd.

Vstupní požadavky na uchazeče o přijetí ke studiu

Doktorské studium (titul Ph.D.) je vhodné pro nadané studenty s širším multidisciplinárním rozhledem přesahujícím hranice oboru a motivací ke specializovanému studiu a experimentální nebo teoretické práci na nadstandardně vybavených pracovištích Ústavu chemie. Vstupní požadavky zahrnují absolvování magisterského studia v oboru chemie přírodovědeckého nebo technického směru, úspěšné složení přijímací zkoušky z oboru a jeho širšího základu, tzn. znalosti základů anorganické chemie, fyzikální, makromolekulární chemie, chemie pevné fáze, fyzikálně-chemických metod pro určování struktury a vlastností materiálů a kvantové chemie. Předpokládá se znalost anglického jazyka (četba a překlad neznámého odborného textu, krátká konverzace o dosavadní odborné činnosti, výsledcích diplomové práce a záměrech do budoucna). Přijímací zkouška je bodově hodnocena a uchazeč musí pro přijetí získat 120 bodů z 200:

1.  odborné znalosti                            60 bodů ze 100
2. jazykové znalosti – angličtina       60 bodů ze 100

Studijní povinnosti a podmínky ukončení studia

Doporučený individuální studijní plán - Obecná charakteristika

Kreditová hodnota následujících součástí studia je dána pravidly uvedenými ve Studijním a zkušebním řádu Masarykovy univerzity a dále systémem proměnné kreditové hodnoty schváleným v rámci akreditace pro čtyřleté studium v DSP Chemie:

1. Povinné

1. Příprava disertační práce XD 100: zápočet, 5 až 30 kreditů/semestr.
2. Pomoc při výuce XD 102: zápočet, implicitní počet kreditů (1 hodina týdně pomoci při výuce odpovídá kreditové hodnotě 1).
3. Odborná přednáška v cizím jazyce XD 106: zápočet, 2 až 5 kreditů.
4. Seminář DSP Chemie XD 107: zápočet, 1 kredit/semestr.
5. Oborový seminář CD n01: zápočet, 2 kredity/semestr.
6. Zacházení s chemickými látkami C7777: zápočet, 0 kreditů/semestr.

2. Povinně volitelné

1. Předměty rozšiřující teoretické vědomosti: implicitní počet kreditů + počet kreditů za ukončení předmětu zkouškou.
2. Předměty prohlubující znalosti oboru: implicitní počet kreditů + počet kreditů za ukončení předmětu kolokviem nebo zápočtem.

3. Volitelné

1. Studium literatury XD 101: zápočet, 1 až 5 kreditů.
2. Zahraniční pracovní pobyt XD 110: zápočet, až 30 kreditů.
3. Rešeršní projekt XD 104: zápočet, 1 až 5 kreditů.
4. Příprava publikace XD 105: zápočet, 2-10 kreditů
5. Volitelný předmět: implicitní počet kreditů + počet kreditů za ukončení předmětu.

Podmínky absolvování čtyřletého studia DSP oboru materiálová chemie:

1. Získání 240 kreditů za celé studium.
2. Získání nejméně 120 kreditů za předmět Příprava disertační práce (XD 100).
3. Získání nejméně 150 kreditů v součtu za následující předměty s proměnnou kreditovou hodnotou:
   • Příprava disertační práce (XD 100).
   • Studium literatury (XD 101).
   • Příprava publikace (XD 105).
4. Získání nejméně 24 kreditů za předmět Pomoc při výuce (XD 102).
5. Získání nejméně 24 kreditů za povinně volitelné předměty vybrané z nabídky Studijních katalogů PřF MU, Studijních katalogů MU nebo jiné vysoké školy:
   • Předměty rozšiřující teoretické vědomosti. Jedná se o předměty definované ve Studijním a zkušebním řádu MU jako „předměty rozšiřující a prohlubující znalosti širšího vědního oboru nad rámec studia v magisterském programu“. Předmět je zakončen zkouškou.
   • Předměty prohlubující znalosti oboru. Jedná se o předměty definované ve Studijním a zkušebním řádu MU jako „předměty prohlubující specializované znalosti“. Předmět je zakončen kolokviem nebo zápočtem.
6. Získání zapsaného počtu kreditů za následující semináře, na nichž je účast povinná po skutečnou dobu studia:
   • Oborový seminář (CD n01, kde n = 1 až k, přičemž k je počet skutečně absolvovaných semestrů studia DSP, maximálně však n = 8. Seminář není povinný pro studenty kombinovaného studia).
   • Seminář DSP Chemie (XD 107) po dobu studia, maximálně v celkové hodnotě 8 kreditů. Předmět je realizován studentskou konferencí na konci každého semestru. Student během doby studia prezentuje dva postery a v semestru před obhajobou své disertační práce vystoupí na konferenci s přednáškou obsahující výsledky jeho disertační práce. Seminář je povinný pro studenty kombinovaného studia během standardní doby studia (první 4 roky), přednáška před obhajobou je povinná pro obě formy studia (prezenční i kombinovanou).
7. Získání zapsaného počtu kreditů za předměty s proměnnou kreditovou hodnotou:
   • Zahraniční pracovní pobyt (XD 110)
   • Rešeršní projekt (XD 104)
   • Odborná přednáška v cizím jazyce (XD 106)
8. Získání počtu kreditů, který doplňuje počet kreditů získaných v bodech 1 až 7 na celkovou hodnotu 240 kreditů. Zbývající počet kreditů lze získat absolvováním jednoho nebo více dalších volitelných předmětů:
   • Volitelný předmět 1 zakončený zkouškou.
   • Volitelný předmět 2 zakončený kolokviem.
   • Volitelný předmět 3 zakončený zápočtem.
9. Podmínkou pro úspěšné ukončení doktorského studia je publikování výsledků v periodiku, v němž jsou uveřejňovány práce po recenzním řízení. Počet publikací podmiňující přístup k obhajobě doktorské disertace je uveden v odstavci Požadavky na doktorskou disertační práci.

Komentář ke studijnímu plánu:

1. Předmět CD n01 je Oborový seminář jednotlivých doktorských studijních oborů (DSO) v rámci DSP Chemie. V případě doby studia kratší než 8 semestrů lze kreditové hodnocení neabsolvovaných seminářů CD n01 nahradit kreditovým hodnocením některého povinného, povinně volitelného nebo volitelného předmětu. V případě dlouhodobé nemoci nebo zahraničního pobytu se seminář nenahrazuje; kredity lze získat například plněním povinnosti XD 100, XD110 nebo kredity získanými na zahraniční vysoké škole.
2. Seminář DSP Chemie XD 107 je společný seminář doktorandů všech studijních oborů náležejících do DSP Chemie a probíhá formou studentské konference na konci každého semestru. V případě doby studia kratší než 8 semestrů lze kreditové hodnocení neabsolvovaných seminářů XD 107 nahradit kreditovým hodnocením některého povinného, povinně volitelného nebo volitelného předmětu. V případě dlouhodobé nemoci nebo zahraničního pobytu se seminář nenahrazuje, kredity lze získat například plněním povinnosti XD 100, XD110 nebo kredity získanými na zahraniční vysoké škole.
3. U volitelných předmětů
   • XD 101 Studium literatury (1 až 5 kreditů)
   • XD 104 Rešeršní projekt (1 až 5 kreditů)
   • XD 105 Příprava publikace (2-10 kreditů)

je počet opakovaných zápisů volitelný a kreditovou hodnou zapisuje student po uvážení školitele na základě rozsahu a náročnosti příslušného předmětu.

1. U povinného předmětu Odborná přednáška v cizím jazyce XD 106 (2 až 5 kreditů) se zapisuje kreditová hodnota po uvážení školitele podle významu konference a závažnosti příspěvku.
2. Zahraniční pracovní pobyt XD 110 se zapisuje jako předmět s proměnným kreditovým hodnocením do výše 30 kreditů za jeden semestr. Podle doby trvání stáže lze zapsat následující kreditové hodnocení:
   • Za každé započaté 2 týdny studijního pobytu zapisuje 5 kreditů až do celkové doby pobytu 8 týdnů
   • Za 9 až 12 týdnů zahraničního studijního pobytu se zapisuje 25 kreditů.
   • Za více než 12 týdnů zahraniční stáže se zapisuje 30 kreditů za semestr.
   • Předmět lze zapsat opakovaně.
3. Kreditové hodnocení volitelného předmětu XD 110 Zahraniční pracovní pobyt umožňuje nahradit definovaným způsobem kreditové hodnocení vybraných studijních povinností:
   • Při době trvání stáže do 12 týdnů (až 25 kreditů) nahrazuje odpovídající kreditové hodnocení kredity za předmět Příprava disertační práce XD 100.
   • Účastní-li se student ve zbývající části semestru, v němž se uskutečňuje zahraniční stáž, Oborového semináře (CD n01) a Semináře DSP Chemie XD 107, zůstává mu zachován nárok na udělení kreditového hodnocení za tyto povinné předměty.
   • Při době trvání stáže delší než 12 týdnů (30 kreditů) nahrazuje toto kreditové hodnocení kredity za povinné předměty Příprava disertační práce XD 100, Oborový seminář (CD n01) a Seminář DSP (XD 107).
4. Kreditové hodnocení volitelného předmětu XD 110 Zahraniční pracovní pobyt nenahrazuje kreditová hodnocení povinně volitelných předmětů:
   • Předměty rozšiřující teoretické vědomosti
   • Předměty prohlubující znalosti oboru.
5. Kreditové hodnocení volitelného předmětu XD 110 Zahraniční pracovní pobyt nenahrazuje kreditová hodnocení povinných předmětů:
   • Pomoc při výuce XD 102
   • Odborná přednáška v cizím jazyce XD 106.

Příklad:

Předměty	kód	Zakončení předmětu	Semestr								Součet kreditů
			1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.
Povinné předměty			kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.
Příprava disertační práce	XD 100	Zápočet	8	11	12	12	20	20	16	27	126
Pomoc při výuce	XD 102	Zápočet	6	6	6	6	0	0	0	0	24
Odborná přednáška v cizím jazyce	XD 106	Zápočet	0	0	0	0	0	0	3	0	3
Seminář DSP Chemie	XD 107	Zápočet	1	1	1	1	1	1	1	1	8
Oborový seminář	CD n01	Zápočet	2	2	2	2	2	2	2	2	16
Zacházení s chemickými látkami	C7777	Zápočet	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Povinně volitelné předměty			kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.
Předmět rozšiřující teoretické vědomosti	yy nnn*	Zkouška	4	3	3	4	0	0	0	0	14
Předmět prohlubující znalosti oboru	yy nnn*	Kolokvium Zápočet	3	2	2	3	0	0	0	0	10
Volitelné předměty			kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.	kr.
Studium literatury	XD 101	Zápočet	0	2	2	2	2	2	3	0	13
Zahraniční pracovní pobyt	XD 110	Zápočet	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Rešeršní projekt	XD 104	Zápočet	2	0	0	0	0	0	0	0	2
Příprava publikace	XD 105	Zápočet	0	0	0	0	5	5	5	0	15
Volitelný předmět 1	yy nnn*	Zkouška	4	0	0	0	0	0	0	0	4
Volitelný předmět 2	yy nnn*	Kolokvium	0	3	0	0	0	0	0	0	3
Volitelný předmět 3	yy nnn*	Zápočet	0	0	2	0	0	0	0	0	2
Součet kreditů			30	30	30	30	30	30	30	30	240

* kód předmětu podle Studijního katalogu PřF MU

Obsah a rozsah státní doktorské zkoušky, požadované znalosti

První částí řádného zakončení doktorského studia je státní doktorská zkouška (SDZ), jejíž obecné náležitosti jsou dány Studijním a zkušebním řádem MU, čl. 32 při splnění povinností daných čl. 30. V rámci SDZ zkoušený student nejprve krátce seznámí komisi s tématem své disertační práce. Dále se prověřuje celková úroveň znalostí materiálové chemie v širší obecné rovině, důkladněji se probírají vědomosti v podoboru, ve kterém je vypracována dizertační práce. Podle charakteru práce se prověřují i znalosti ze speciálních oborů. Zkouška klade důraz na důkladné porozumění souvislostem a poznatkům získaným během studia, na celkový rozhled uchazeče, na jeho schopnosti samostatně se orientovat ve studovaném oboru chemie a na jeho zájem o nejnovější informace z odborné literatury. Přihlíží se ke specializaci kandidáta, dané zaměřením jeho disertační práce. SDZ musí být vykonána do konce 4. ročníku studia. Koná-li se zkouška v jiném termínu než obhajoba disertační práce, je požadováno předložení tezí disertační práce.

Nutné podmínky k podání přihlášky ke SDZ jsou:

1. Sepsání tezí dizertační práce v případě, že SDZ neprobíhá současně s obhajobou DP (teze jsou v rozsahu asi 5 stran čistého anglického textu, plus obrázky a schémata, ve formě rozšířeného abstraktu o své práci, který obsahuje úvod do studované problematiky, základní literární rešerši a popis současného stavu znalostí, stručný popis do té doby provedené práce, tj. výsledky a diskuse - nikoliv experimentální detaily, a na závěr plány dalšího výzkumu).
2. Prokázání kompetence v odborné angličtině buď ukončením dvou příslušných semestrálních předmětů nebo získáním zápočtu za napsání cizojazyčné publikace (XD105) pro časopis nebo sborník a zápočtu za přednesení cizojazyčné přednášky na kvalifikovaném odborném fóru (XD106).
3. Získání 12 kreditů za předměty povinně volitelné rozšiřující a prohlubující.
4. Získání 24 kreditů za předmět XD102 Pomoc při výuce.
5. Získání 2 kr. za semestr studia za Oborový seminář a 1 kr. za semestr studia za seminář XD107.

Rámcové okruhy témat ke státní doktorské zkoušce

• Moderní trendy v materiálové chemii
• Struktura materiálů a metody studia vlastností materiálů
• Zkoušky vlastností materiálů
• Chemie a fázové transformace materiálů

Požadavky na doktorskou disertační práci

Druhou částí státní doktorské zkoušky je obhajoba dizertační práce, při níž má uchazeč prokázat schopnost prezentovat získané výsledky a orientovat se v problematice specializované oblasti i širší disciplíny na současné odborné úrovni. Obhajoba dizertační práce má formu ústní prezentace, během níž uchazeč seznámí komisi a posluchače s tématem a cíli práce, řešenými problémy, použitými metodami a získanými výsledky. Odpovídá na připomínky a dotazy obsažené v posudcích vedoucího a oponentů práce a reaguje na dotazy vznesené v průběhu veřejné diskuse.

Jedním z prvních požadavků na doktorskou disertační práci (DP) je elaborát obsahující souhrn dosavadních literárních poznatků v dané vědní oblasti, významné podněty pro vlastní práci, experimentální část popisující podrobně experimenty, výsledky vlastní práce, které ji podrobně popisují, dokumentují a diskutují v kontextu současných poznatků vědy, dále závěrečné shrnutí výsledků, anglický abstrakt, seznam literatury a seznam zkratek v disertaci používaných.

Podmínkou pro úspěšné ukončení doktorského studia je publikování výsledků v odborné literatuře. Dosažené výsledky musí být publikovány nebo alespoň přijaty k tisku do renomovaného odborného časopisu. Přístup k obhajobě doktorské disertace je podmíněn dosažením obou následujících kritérií:

1. Doktorand je prvním autorem alespoň jedné publikace.

2a. Doktorand je autorem 2 publikací v periodiku, jenž spadá do kvartilů Q1 nebo Q2 podle Web of Science (pozn. (spolu)autorství podané nebo udělené mezinárodní patentové přihlášky může být považováno za autorství jedné z těchto publikací, avšak pouze na základě výslovného schválení Oborovou radou).

nebo

2b. Doktorand je prvním autorem jedné publikace v prvním decilu periodik příslušného oboru podle Web of Science s výjimkou přehledových článků (tato alternativa je možná pouze na základě výslovného schválení Oborovou radou).

DP může být předložena v českém nebo anglickém jazyce. Autoreferát dizertační práce není vyžadován. Doktorand předkládá k přihlášce k obhajobě pro potřeby oponentů a členů komise následující dokumenty:

1. abstrakt práce v českém a anglickém jazyce shrnující motivy a výsledky práce
2. životopis autora
3. seznam publikační činnosti a konferenčních prezentací

Informace o individuálním studijním plánu

Student má povinnost vytvořit v IS individuální studijní plán (ISP) na každý semestr. Semestrální ISP schvaluje školitel a vyjadřuje se k němu příslušná Oborová komise (zadává jej předseda). Po skončení semestru student vyhodnotí, jak se mu podařilo plán naplnit. Školitel vyhodnocení kontroluje a schvaluje.

 

Seznam členů oborové komise

Seznam školitelů

Komise pro státní doktorské zkoušky a obhajoby

Seznam aktuálních témat doktorských prací