Aplikace programovacího jazyka Python v analýze obrazu a modelování fyzikálních procesů grafenu

Abstract

V této práci se zaměřujeme na vyhodnocování experimentálních dat pomocí programovacího jazyka Python napříč třemi různými fyzikálními úlohami zabývajícími se grafenem. Cíle práce vycházejí z praktických experimentů, při kterých využíváme gallium či nitrid gallia pro změnu elektrooptických vlastností grafenu nebo experimentů, které vyžadují simulaci šíření náboje v grafenové nanoelektronice. Tyto úlohy postupně využívají analýzu obrazu a numerické simulace. Teoretická část práce slouží jako rešerše a jako uvedení základních algoritmů zpracování obrazu a postupů v oblasti numerických simulací. Praktická část práce se pak zaměřuje na vyhodnocování úspěšnosti jednotlivých programů, jejich implementaci při praktickém vyhodnocení a vysvětlení experimentálních výsledků.In this thesis, we focus on evaluating experimental data using the Python programming language across three different physics problems dealing with graphene. The goals of the thesis are based on practical experiments that use gallium or gallium nitride to alter the electro-optical properties of graphene or experiments that require the simulation of charge propagation in graphene nanoelectronics. These tasks successively use image analysis and numerical simulations. The theoretical part of the thesis serves as a research and as an introduction to basic image processing algorithms and numerical simulation techniques. The practical part of the thesis then focuses on the evaluation of the success of each program, its implementation in practical evaluation and explanation of experimental results.