No (2984)
Used filters
(3)
Number of found documents:
2984
Published from
to
Predikce malých RNA u vybraných bakteriálních producentů bioplastů
Heřmánková, Kristýna; Vítková, Helena; Sedlář, Karel
2024 - English
Využití bakterií v biotechnologii vyžaduje důkladné pochopení schopností použitých bakterií pro maximalizaci výtěžku. To platí například pro výrobu bioplastů, kde konkurenceschopnost s levnějšími plasty na bázi fosilních paliv závisí také na ceně procesu pro získání požadovaného výtěžku. Nahlédnutí do regulačních mechanismů bakterií, jako je regulace pomocí malých RNA, která zajišťuje rychlou reakci především na stresové podmínky, může pomoct odhalit jejich vlastnosti a posoudit tak jejich využitelnost v biotechnologiích. Tato diplomová práce se zabývá zpracováním bakteriálních transkriptomických dat, které byly sekvenovány pomocí RNA-Seq. Práce je zaměřena zejména na predikci malých RNA u poskytnuté bakterie, slibného kandidáta pro využití v biotechnologii. Cílem je získat přehled o malých RNA v této bakterii, zejména analyzovat potenciální regulaci syntézy PHA malými RNA, které by mohly rozšířit přehled o využitelnosti bakterie pro produkci PHA. The utilization of bacteria in biotechnology requires a thorough understanding of the capabilities of the bacteria used to maximise the yield. This is applicable, for example, in the production of bioplastics, where competitiveness with cheaper fossil fuel-based plastics depends also on the price of the process to obtain the desired yield. The insight into regulatory mechanisms of bacteria, such as regulation by small RNAs, which ensures a rapid response to stress conditions in particular, can reveal their characteristics and thus assess their use in biotechnology. This thesis deals with bacterial transcriptomic data sequenced with RNA-Seq. Especially, work is focused on the prediction of small RNAs in provided bacterium, a promising candidate for use in biotechnology. The aim is to gain insight into the regulation by sRNAs in this bacterium, in order to analyze the potential regulation of PHA synthesis by small RNAs, which could expand the insight into the utility of the bacterium for PHA production.
Keywords:
small RNA; polyhydroxyalkanoates; RNA-Seq; co-expression analysis; differential expression analysis; malé RNA; polyhydroxyalkanoáty; RNA-Seq; ko-expresní analýza; analýza diferenciální exprese
Available in a digital repository NRGL
Predikce malých RNA u vybraných bakteriálních producentů bioplastů
Využití bakterií v biotechnologii vyžaduje důkladné pochopení schopností použitých bakterií pro maximalizaci výtěžku. To platí například pro výrobu bioplastů, kde konkurenceschopnost s levnějšími ...
Zobrazování exteriérů
Burkalo, Boris; Chlubna, Tomáš; Milet, Tomáš
2024 - English
Cílem této práce je navrhnout algoritmus, který zvládne efektivně vykreslovat rozsáhlé počítačové scény obsahující velký počet primitiv. Tato práce nejdřív představí nejpoužívanější techniky pro vykreslování počítačových scén a následně popíše přístup zvaný Image Based Rendering, který nepoužívá geometrii k vykreslování obrázků. Dále se zaměří na různé metody, které se zabývají efektivním vykreslováním složitých počítačových scén a představí algoritmus Exterior Mapping, který využívá Image Based Rendering a teorii 4D světelných polí pro vykreslení nového pohledu na scénu za použití množiny již předem vykreslených snímků scény. Dále představí aplikaci, která tento algoritmus implementuje a následně práce vyhodnotí a srovná implementovaný algoritmus s tradičním vykreslováním pomocí 3D geometrie. The goal of this thesis is to propose a new method for rendering computer scenes, that contain a large number of primitives. The thesis summarizes the current state of rendering approaches and introduces the approach of Image Based Rendering while describing various methods, that specialize in the optimization of the rendering process. Then it proposes a new solution for rendering large computer scenes with the name of Exterior Mapping. The proposed algorithm leverages the approaches of Image Based Rendering and uses the theory of light fields to create a novel view using a set of previously rendered images. This thesis then introduces an application, which implements the proposed algorithm. Finally, the proposed algorithm is evaluated and compared to conventional rendering using 3D geometry.
Keywords:
Image Based Rendering; Light Fields; large computer scenes; Vulkan; Rendering; Ray; 3D scene; Exterior Mapping; Image Based Rendering; 4D světelná pole; rozsáhlé počítačové scény; Vulkan; Rendering; Paprsek; 3D scéna; Zobrazení exteriéru
Available in a digital repository NRGL
Zobrazování exteriérů
Cílem této práce je navrhnout algoritmus, který zvládne efektivně vykreslovat rozsáhlé počítačové scény obsahující velký počet primitiv. Tato práce nejdřív představí nejpoužívanější techniky pro ...
Predikce vlivu mutací na imunogenicitu proteinů založená na strojovém učení
Lacko, Dávid; Martínek, Tomáš; Musil, Miloš
2024 - English
Imunitný systém je dôležitou súčasťou prežitia človeka, pretože je zodpovedný za ochranu tela pred patogénmi. Táto schopnosť vyplýva z molekulárnych mechanizmov rozpoznávania cudzorodých bielkovín a molekúl. Hoci je imunitný systém rozhodujúci pre prežitie, bráni využívaniu proteínov pochádzajúcich z iných organizmov ako bioterapeutík, z ktorých mnohé už preukázali významný potenciál v zdravotníctve. Na využitie tohto potenciálu je nevyhnutné, aby imunitný systém tieto proteíny nenapadol a nedeaktivoval. Preto je často potrebné tieto proteíny upraviť tak, aby sa znížila ich imunogénnosť a zabránilo sa ich detekcii imunitným systémom. Na tento účel vedci zavádzajú mutácie do proteínu, ktorý je predmetom záujmu, aby znížili imunitnú odpoveď. Rozsiahle experimentálne overovanie takýchto mutácií je zvyčajne neuskutočniteľné vzhľadom na obrovskú veľkosť kombinatorického priestoru, ktorý treba preskúmať. Pomocou nástrojov strojového učenia možno tento proces urýchliť a výrazne znížiť celkové náklady na vývoj tým, že sa mutácie najprv vyhodnotia in silico a experimentálne sa overí len podmnožina sľubných návrhov z užšieho výberu. Oblasť nástrojov založených na strojovom učení na predpovedanie takýchto mutačných účinkov však ešte nie je preskúmaná. Na vyriešenie tejto výzvy predstavujeme nový súbor dát zameraný na vplyv mutácií na epitopy - oblasti bielkovín, ktoré spúšťajú reakciu imunitného systému. Novo zhromaždený súbor dát obsahuje epitopy, ich jednobodové a dvojbodové mutácie a vplyv týchto mutácií na imunogénnosť. Využitím tohto nového súboru a nedávnych pokrokov v oblasti veľkých jazykových modelov pre proteínové inžinierstvo sme natrénovali súbor modelov založených na strojovom učení, ktoré sú schopné klasifikovať mutácie na základe ich vplyvu na imunogenicitu, pričom vykazujú výrazné zlepšenie výkonu oproti existujúcim a základným modelom. Okrem toho prezentujeme spôsob rozdelenia súboru dát na rôzne tréningovo-testovacie rozdelenia s cieľom minimalizovať prienik údajov medzi týmito rozdeleniami. To vedie k spoľahlivejšiemu ohodnoteniu reálnej výkonnosti modelov natrénovaných na týchto údajoch. The immune system is a vital part in human survival since it is responsible for protecting the body against pathogens.This ability stems from molecular mechanisms for the recognition of non-human proteins and molecules. While this system is critical for survival, it hampers the use of non-human proteins as biotherapeutics, many of which have already demonstrated significant potential in healthcare. To exploit this potential, it is vital that the immune system does not attack and inactivate the proteins. Therefore, it is often necessary to engineer these proteins to reduce the immunogenicity and avoid early detection by the immune system. To this end, scientists introduce mutations to a protein of interest to lower the response. Large-scale experimental validation of such mutations is typically unfeasible due to the enormous size of combinatorial space to explore. With the help of machine learning tools, this process can be accelerated and total development cost significantly reduced by scoring the mutations in silico first and experimentally validating only a subset of short-listed viable designs. However, the field of machine-learning-based tools for predicting such mutational effects is yet to be explored. To address this challenge, we present a novel dataset focused on the effect of mutations on epitopes - protein regions that trigger the immune system response. The newly collected dataset contains epitopes, their single and double-point mutations, and the effect of these mutations on imunogenicity as labels. By leveraging this novel dataset and recent advances in large language models for protein engineering, we train a set of machine-learning-based models that are able to classify mutations based on their effect on immunogenicity, showing a significant improvement in performance over the baselines. Additionally, we investigate and present a way to separate the dataset into different train-test splits to minimize data leakage between these splits. This leads to a more robust real-world performance evaluation of the models trained on this data.
Keywords:
machine learning; immunoinformatics; protein engineering; immunogenicity prediction; strojové učenie; imunoinformatika; proteínové inžinierstvo; predikcia imunogenicity
Available in a digital repository NRGL
Predikce vlivu mutací na imunogenicitu proteinů založená na strojovém učení
Imunitný systém je dôležitou súčasťou prežitia človeka, pretože je zodpovedný za ochranu tela pred patogénmi. Táto schopnosť vyplýva z molekulárnych mechanizmov rozpoznávania cudzorodých bielkovín a ...
Plán expanze společnosti B2B SaaS na nové anglicky mluvící trhy
Yesilkutuk, Emre; Zich, Robert; Šimberová, Iveta
2024 - English
Tato diplomová práce si klade za cíl zhodnotit proveditelnost expanze americké B2B SaaS společnosti, která nabízí systémy pro správu skladů, do anglicky mluvících trhů, se zvláštním zaměřením na kanadský trh. Studie posoudí, zda je společnost jak finančně, tak operativně připravena na tak komplexní expanzní úsilí. Práce na výzkumnou otázku odpoví vypracováním podrobné expanzní strategie, která zahrnuje způsoby vstupu na trh, marketingové přístupy, analýzu nákladů a plánování rozpočtu pro vstup na trh. This diploma thesis seeks to evaluate the viability of expanding a US-based B2B SaaS company that offers Warehouse Management Systems into English-speaking markets, with a particular focus on the Canadian market. The study will assess whether the company is ready, both financially and operationally, for such an intricate expansion effort. The thesis will address the research question by developing a detailed expansion strategy that includes market entry modes, marketing approaches, cost analysis, and budget planning for market entry.
Keywords:
International Expansion; Warehouse Management System; Expansion Plan; Canada; Mezinárodní expanze; Systém pro správu skladu; Plán expanze; Kanada
Available in a digital repository NRGL
Plán expanze společnosti B2B SaaS na nové anglicky mluvící trhy
Tato diplomová práce si klade za cíl zhodnotit proveditelnost expanze americké B2B SaaS společnosti, která nabízí systémy pro správu skladů, do anglicky mluvících trhů, se zvláštním zaměřením na ...
Kryo-EM: Vliv EER formátu a super-rozlišení na výsledky SPA
Geršl, David; Dobrovský, Ladislav; Hůlka, Tomáš
2024 - English
Kryo-elektronová mikroskopie (cryo-EM) se stala zásadním nástrojem ve strukturální biologii, který umožňuje vizualizaci biologických makromolekul v atomovém rozlišení za kryogenních podmínek. Tato diplomová práce se věnuje zkoumání vlivu obrazového rozlišení a chyb lokalizace v rámci techniky cryo-EM, přičemž klade důraz na jejich dopad na analýzu jednotlivých částic (SPA). Práce je rozdělena do dvou hlavních experimentálních částí. První část zkoumá dopady různých obrazových rozlišení na procesy rekonstrukce v SPA. Zde bylo zjištěno, že zvýšení rozlišení obrazu vede k lepšímu detailu a strukturální jasnosti, avšak zároveň výrazně zvyšuje výpočetní nároky a komplexnost datového zpracování. Druhá experimentální část se zaměřuje na vliv uměle indukovaných chyb lokalizace, které jsou způsobeny použitím technik superrozlišení. Tyto chyby mají negativní vliv na přesnost korekce pohybu a odhady funkcí přenosu kontrastu (CTF), což jsou klíčové aspekty pro přesné 3D rekonstrukce v SPA. Zkoumání těchto dvou klíčových faktorů odhalilo, že i přes technologický pokrok v oblasti detektorů a zpracování obrazu, který umožnil dosáhnout rozlišení srovnatelného s X-ray krystalografií, stále existují výzvy spojené s potenciální optimalizací těchto procesů v praxi. Tyto výzvy zahrnují potřebu efektivnějšího využití výpočetních zdrojů a lepšího pochopení vlivu technických parametrů na kvalitu a přesnost výsledných rekonstrukcí. Výsledky této práce poskytují poznatky pro další vývoj v oblasti cryo-EM a otevírají možnosti pro zlepšení metod SPA, což může potenciálně vést k přesnějšímu a efektivnějšímu studiu komplexních biologických struktur. Tyto poznatky také naznačují směry pro budoucí výzkum a potenciál pro technologické inovace, které by mohly dále zlepšit schopnosti cryo-EM v oblasti strukturní biologie. Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has emerged as a pivotal tool in structural biology, enabling the visualization of biological macromolecules at atomic resolutions under cryogenic conditions. This thesis explores the intricacies of image resolution and localization errors within cryo-EM, particularly focusing on their impact on Single Particle Analysis (SPA). The experimental sections delve into the effects of various image resolutions and the introduction of artificial localization errors through super-resolution imaging techniques. Key findings indicate that while higher resolutions enhance detail and structural clarity, they significantly increase computational demands. Additionally, localization errors introduced by super-resolution imaging can adversely affect the accuracy of motion correction and Contrast Transfer Function (CTF) estimations, critical for accurate 3D reconstructions. These insights highlight the delicate balance required in cryo-EM between achieving high resolution and maintaining image integrity, suggesting directions for future research and technological advancements in electron microscopy.
Keywords:
transmission electron microscopy; electron event representation; super-resolution; single particle analysis; cryo-EM; transmisní elektronová mikroskopie; electron event representation; superrozlišení; analýza jednotlivých částic; kryogenní elekotronová mikroskopie
Available in a digital repository NRGL
Kryo-EM: Vliv EER formátu a super-rozlišení na výsledky SPA
Kryo-elektronová mikroskopie (cryo-EM) se stala zásadním nástrojem ve strukturální biologii, který umožňuje vizualizaci biologických makromolekul v atomovém rozlišení za kryogenních podmínek. Tato ...
Detekce přítomnosti nahoty v obrazových datech
Pešková, Daniela; Orság, Filip; Goldmann, Tomáš
2024 - English
Zameranie tejto práce je vytvorenie nástroja schopného detekovať nahotu v obrazových dátach. To je dosiahnuté natrénovaním modelu na detekciu inkriminovaných častí tela a vytvorením algoritmu schopného detekovať pokožku. Výsledné nástroje môžu byť použité pre automatickú detekciu nahoty v obrázkoch. Prvá časť práce sa zameriava na teóriu neurónových sietí a počítačového videnia so zameraním na detekciu pokožky. Druhá časť hovorí o prístupe zvolenom pre vytvorenie datasetu, procese tvorby a trénovania modelu schopného detekovať nahotu v obraze, ako aj o algoritmickom prístupe. The focus of this thesis is the creation of a tool capable of detecting nudity in image data. This is achieved by training a model to detect incriminated body parts and creating an algorithm capable of detecting skin. The resulting tools can be used for automatic nudity detection in images. The first part of the thesis focuses on the theory of neural networks and computer vision, with an emphasis on skin detection. The second part discusses the approach chosen for creating the dataset, the process of creation and training the model capable of detecting nudity in images, as well as the algorithmic approach.
Keywords:
Nudity Detection; Pornografic Detection; Skeleton Detection; Convolutional Neural Networks; Deep Learning; Data Extraction; Computer Vision; Skin Detection.; Detekcia Nahoty; Detekcia Pornografie; Detekcia Ľudskej Kostry; Konvolučné Neurónové Siete; Hlboké Učenie; Extrakcia Dát; Počítačové videnie; Detekcia pokožky.
Available in a digital repository NRGL
Detekce přítomnosti nahoty v obrazových datech
Zameranie tejto práce je vytvorenie nástroja schopného detekovať nahotu v obrazových dátach. To je dosiahnuté natrénovaním modelu na detekciu inkriminovaných častí tela a vytvorením algoritmu ...
Lokalizace a analýza defektů v GaN
Gazdík, Richard; Šik, Ondřej; Bábor, Petr
2024 - English
Táto diplomová práca sa zaoberá lokalizáciou a analýzou vláknových dislokácií v epitaxných vrstvách GaN. Práca je rozdelená na dve časti - teoretickú a experimentálnu. V teoretickej časti je vysvetlený pôvod a povaha vláknových dislokácií. Okrem toho kladie základy pre lepšie pochopenie možno menej známych techník, ktoré sa dajú použiť na ich štúdium - zobrazovanie elektrónového kanálovacieho kontrastu a selektívne leptanie defektov. V experimentálnej časti sú popísané postupy vykonané pri realizácii týchto techník, ako aj pre TEM zobrazovanie difrakčného kontrastu a s ním spojenej prípravy vzoriek pomocou FIB. Ukazujeme, že každá z týchto techník sa môže použiť samostatne na charakterizáciu vláknových dislokácií, ale že ich kombináciou je možné získať doplňujúce informácie. This master’s thesis is concerned with the localisation and analysis of threading dislocations in GaN epitaxial layers. The thesis is divided into two parts – theoretical and experimental. The theoretical part explains the origin and nature of threading dislocations. Additionally, it lays foundations for a better understanding of perhaps less known techniques, which can be used to study them – electron channeling contrast imaging and defect-selective etching. The experimental part describes the procedures done to carry these techniques, in addition to TEM diffraction-contrast imaging and its associated FIB sample preparation, out. We show that each of the techniques can be used independently to characterize threading dislocations, but that there is a possibility to gain complementary information by combining them.
Keywords:
GaN; ECCI; SEM; TEM; FIB; defect-selective etching; threading dislocation; diffraction contrast; invisibility criteria; GaN; ECCI; SEM; TEM; FIB; selektívne leptanie defektov; vláknová dislokácia; difrakčný kontrast; podmienky neviditeľnosti
Available in a digital repository NRGL
Lokalizace a analýza defektů v GaN
Táto diplomová práca sa zaoberá lokalizáciou a analýzou vláknových dislokácií v epitaxných vrstvách GaN. Práca je rozdelená na dve časti - teoretickú a experimentálnu. V teoretickej časti je ...
Vliv AI nástrojů na kvalitu a bezpečnost kódu
Vinarčík, Peter; Holop, Patrik; Malinka, Kamil
2024 - English
Táto práca predstavuje novovytvorenú aplikáciu, ktorá je schopná vykonávať large scale výskum pre hodnotenie bezpečnosti a kvality kódu generovaného AI. Tiež bol predstavený nový spôsob vyhodnocovania bezpečnosti kódu generovaného AI, za využitia MITRE's metodológie v kombinácii so SAST toolmi vykonávajúcimi statickú analýzu nad kódom. Aplikácia je navyše rozšírená o vylepšeného AI chatbota, ktorého výstup je obohatený o výsledky statickej analýzy v čase generovania. Užívateľ vloží dataset promptov do aplikácie, a v prípade, že bol pre určitý prompt vygenerovaný kód so zraniteľnosťou, je táto zraniteľnosť ohodnotená zavedenou metodológiou a užívateľ dostáva informáciu nie len o tom, že kód je zraniteľný, ale ako veľmi. Súčasťou riešenia je aj oproti existujúcim výskumom veľké, pilotné testovanie popularných AI ako ChatGPT-4 či Gemini, nad datasetom promptov s využitím novej aplikácie. Výsledky ukázali dominanciu ChatGPT-4 bežiacom na modeli GPT-4, oproti ostatným testovaným AI. This work presents a newly developed application that is able to perform fully automated large-scale research for evaluating the safety and quality of AI-generated code. Also, a new way of evaluating the safety of AI-generated code has been presented, utilizing MITRE's methodology in combination with SAST tools performing static analysis on the code. In addition, the application is enhanced with an improved AI chatbot whose output is enhanced with the results of static analysis at generation time. The user inputs a dataset of prompts into the application, and if code with a vulnerability has been generated for a particular prompt, that vulnerability is scored by the established methodology, and the user is informed not only that the code is vulnerable, but how vulnerable it is. As part of the solution, large-scale, pilot testing of popular AIs, such as ChatGPT-4 or Gemini, is performed over a dataset of prompts using the new application, in contrast to existing studies. The results showed the dominance of ChatGPT-4 running on the GPT-4 model, over the other AIs tested.
Keywords:
generative AI; llm; security; cybersecurity; static analysis; sast; bandit; semgrep; codeql; chatgpt; gpt; gemini; copilot; generatívna umelá inteligencia; llm; bezpečnosť; kyberbezpečnosť; statická analýza; sast; bandit; semgrep; codeql; chatgpt; gpt; gemini; copilot
Available in a digital repository NRGL
Vliv AI nástrojů na kvalitu a bezpečnost kódu
Táto práca predstavuje novovytvorenú aplikáciu, ktorá je schopná vykonávať large scale výskum pre hodnotenie bezpečnosti a kvality kódu generovaného AI. Tiež bol predstavený nový spôsob vyhodnocovania ...
Automaty ve verifikaci
Šmahlíková, Barbora; Holík, Lukáš; Lengál, Ondřej
2024 - English
Regulární model checking je technika pro verifikaci nekonečněstavových systémů založená na automatech. Konfigurace systému jsou dány konečným automatem a přechody mezi nimi konečným převodníkem. Algoritmus pro verifikaci libovolných vlastností parametrických systémů specifikovaných v temporální logice LTL(MSO) již existuje. V této práci představíme rozšíření tohoto algoritmu, které umožňuje verifikaci hypervlastností parametrických systémů, tedy vlastností, ve kterých lze explicitně kvantifikovat nad několika cestami v systému. Specifikujeme podmínky, které musí platit pro dvojici tzv. advice bitů (složené z konečného automatu a konečného převodníku), která slouží jako svěděk toho, že je daná vlastnost v systému splněna. Algoritmus představený v této práci je implementovaný v nástroji ParaHyper - jediném existujícím nástroji pro verifikaci hypervlastností parametrických systémů. Tento nástroj využívá SAT solveru pro generování automatů a převodníků. Pokud je nalezen takový pár, který vyhovuje podmínkám pro advice bity, vlastnost je v systému splněna. Bylo provedeno experimentální vyhodnocení představeného algoritmu a bylo zjištěno, že ParaHyper je schopen generovat advice bity pro formule s abecedou až o 4 symbolech, pokud mají automat i převodník nejvýše 2 stavy. Pokud jsou však automat i převodník zadány uživatelem, ParaHyper umí efektivně zkontrolovat, zda vyhovují podmínkám i v případě větších abeced a většího počtu stavů. Regular model checking is an automata-based technique used for verification of infinite-state systems. The configurations of a system are encoded as a finite automaton and transitions between these configurations as a finite transducer. A technique for verifying arbitrary properties of parameterized systems specified in a temporal logic LTL(MSO) has already been introduced. We present an extension of this algorithm allowing verification of hyperproperties of parameterized systems where an explicit quantification over multiple execution traces is allowed. We specify conditions that need to hold for a pair of advice bits (a finite automaton and a finite transducer) that serves as a witness of the fact that the property holds in the system. The technique presented in this work is implemented in our tool ParaHyper - the only existing tool for the verification of hyperproperties of parameterized systems. The tool uses a SAT solver to generate automata and transducers. If a pair satisfying the conditions for advice bits is found, the property holds in the system. We performed an experimental evaluation of our approach and found that ParaHyper is able to generate advice bits for formulae with an alphabet up to 4 symbols if both the automaton and the transducer have at most 2 states. When a candidate pair is given by the user, ParaHyper can, however, efficiently check if it satisfies the conditions for advice bits even for larger alphabets and greater number of states.
Keywords:
regular model checking; hyperproperties; automata; verification; parameterized systems; regulární model checking; hypervlastnosti; automaty; verifikace; parametrizované systémy
Available in a digital repository NRGL
Automaty ve verifikaci
Regulární model checking je technika pro verifikaci nekonečněstavových systémů založená na automatech. Konfigurace systému jsou dány konečným automatem a přechody mezi nimi konečným převodníkem. ...
Material Characterization and Modeling of Interband Cascade Light Emitting Diodes
Herzánová, Kristína; Bastard, Gérald; Detz, Hermann
2024 - English
Tato práce se zaměřuje na charakterizaci materiálů a ztrátových mechanismů heterostruktur používaných v mezipásových kaskádových zařízeních a na modelování mezi-pásových kaskádových elektroluminiscenčních diod (ICLED). Mezipásová kaskádová zařízení, zejména lasery a elektroluminiscenční diody, mají zásadní význam pro fotonické aplikace ve střední infračervené oblasti vzhledem k jejich efektivitě a možnosti integrace do fotonických obvodů. Studie zahrnuje extrakci materiálových parametrů ze spektroskopické elipsometrie a FTIR měření a rozšíření stávajícího transportního modelu o zářivé rekombinační procesy, konkrétně o spontánní emisi v ICLED. Z různých ztrátových mechanismů v těchto zařízeních byla zvláštní pozornost věnována valenční mezipásové absorpci, která zhoršuje výkon mezipámových kaskádových zařízení v oblasti středních infračervených vlnových délek nad 4 m. Výsledky získané na základě experimentální charakterizace vlnovodů tvořených mezipásovými kaskádovými lasery (ICL) zkoumající jejich přenosové ztráty prokázaly vliv valenční mezipásové absorpce za různých operativních podmínek. Tento výzkum přispívá k optimalizaci struktur mezi-pásových kaskádových struktur, která vede ke zvýšení výkonu a širší použitelnosti v oblasti detekce, monitorování životního prostředí a biomedicínské diagnostiky. This thesis focuses on the material and loss characterization of heterostructures used in interband cascade devices and the modeling of interband cascade light-emitting devices (ICLEDs). Interband cascade devices, particularly lasers and light-emitting diodes, are critical for mid-infrared photonic applications due to their efficient operation and potential for integration into photonic circuits. The study involves extracting material parameters from spectroscopic ellipsometry and FTIR measurements, and extending an existing transport model to account for radiative recombination processes, specifically the spontaneous emission in ICLEDs. Among the different loss mechanisms in these devices, particular attention was given to the valence intersubband absorption, which degrades the operation of interband cascade devices in the mid-infrared wavelength region above 4 m. The results, obtained through experimental characterization of interband cascade laser (ICL) waveguides examining their transmission losses, demonstrated the impact of valence intersubband absorption under various operating conditions. This research contributes to the optimization of interband cascade structures, leading to enhanced performance and broader applicability in sensing, environmental monitoring, and biomedical diagnostics.
Keywords:
Interband Cascade Light Emitting Device (ICLED); Interband Cascade Laser (ICL); heterostructures; mid-infrared; material characterization; ellipsometry; spectroscopic techniques; waveguide characterization; valence intersubband absorption; recombination; spontaneous emission; Mezipásové kaskádové elektroluminiscenční zařízení; mezipásový kaskádový laser; heterostruktury; střední infračervená oblast; materiálová charakterizace; elipsometrie; spektroskopické techniky; charakterizace vlnovodu; valenční mezipásová absorpce; rekombinace; spontánní emise
Available in a digital repository NRGL
Material Characterization and Modeling of Interband Cascade Light Emitting Diodes
Tato práce se zaměřuje na charakterizaci materiálů a ztrátových mechanismů heterostruktur používaných v mezipásových kaskádových zařízeních a na modelování mezi-pásových kaskádových ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases