微米／纳米尺度热科学与工程学中的若干重要问题及进展

文章阐述了当代最新的前沿学科之一－－微米／纳米尺度热科学与工程学的研究意义。内容,进展及其相应的基本理论与实验研究方法,分析了由于微米／纳米器件尺度效应引起的一系列挑战性热问题,讨论了相应出现的一些新现象和新概念,指出了微米／纳米热科学方面新近发展的几类理论与实验技术的成功和不足之处,并归纳了该领域内若干可供探索的途径和新方法,特别就一些典型微米／纳米热器件及微尺度生物传热中的一些重要科学问题及其工程应用作了介绍。     

用扫描热显微镜测量微小区域热导性质的探讨

随着高新技术的迅速发展,许多研究对象已进入亚微米和纳米范畴。在对这些对象的热性能和热可靠性的研究中,亚微米尺度的热物性测量已成为关键技术之一。例如：在微电子、微电子机械系统（MEMS）领域中,已使用纳米量级厚度的材质和做出纳米尺度线宽的器件。在材料科学、生物学、医学和化学等许多领域,高空间分辨率下的热物性测量也具有重要意义。本文经过实验;初步用扫描热显微镜判定了微小区域材料热导性质的差别,并从理论上探讨了用该仪器测量微小区域热导性质的方法原理。     

微尺度薄膜热导率测试技术

随着器件尺寸进入到微 /纳米尺度 ,其热物性与体材料相比有了很大差别。在器件热性能和可靠性研究过程中 ,对热导率的测量成为了关键技术之一。本文概述了SiO2 、SiNx、金刚石等薄膜在微小型器件中的用途及其热导率测试技术的发展 ,并进一步总结了用于薄膜热导率测量的常用方法     

固体微/纳米尺度传热理论研究进展

随着半导体技术的飞速发展,器件的尺寸已进入到微/纳米尺度。由于量子效应、表面及界面效应,使得微尺度下的热物性与宏观尺度下有了明显的区别。人们针对微观传热领域的特点,发展了声子玻尔兹曼传输方程、分子动力学等方法,取得了一定的成果,但仍存在不少问题。一些基础概念问题,特别是非平衡态下的局域温度的定义,有待澄清。本文主要回顾近年来微/纳米尺度传热在理论和数值模拟方面的进展,以及目前所面临的挑战和问题。     

固体微/纳米尺度传热理论研究进展

随着半导体技术的飞速发展,器件的尺寸已进入到微/纳米尺度。由于量子效应、表面及界面效应,使得微尺度下的热物性与宏观尺度下有了明显的区别。人们针对微观传热领域的特点,发展了声子玻尔兹曼传输方程、分子动力学等方法,取得了一定的成果,但仍存在不少问题。一些基础概念问题,特别是非平衡态下的局域温度的定义,有待澄清。本文主要回顾近年来微/纳米尺度传热在理论和数值模拟方面的进展,以及目前所面临的挑战和问题。     

纳米尺寸微结构制备

10年前,电子器件的研究和制备刚刚跨入微米的量级.今天,已经在研究100nm尺寸的器件了.从而也就出现了若干新的术语如纳米尺度器件(nanoscale device),纳米制版术(nanolithography),纳米尺寸微结构制备或简称纳米制备(nanofabrication). 纳米尺度器件(以下简称纳米器件)可分成两类:常规器件和量子器件.通道长度短于100nm的场效应管是常规器件的例子.制备短通道场效应管的目的是获得短的飞越时间,在更高频率下使用场效应管.也可以通过减少飞越时间到与某一特征弛豫时间接近,而建立新的工作模式.常规器件一般用于电子相干长度小于器件的最小尺…     

“微纳光学”专题前言

正微纳光学是研究极小空间尺度光场的产生及其与物质相互作用新物理与新应用的重要平台。新世纪以来,得益于微细加工技术和材料科学技术的蓬勃发展,人们可以在微米和纳米尺度下对材料形貌进行有序设计和精准加工,由此实现对其光学响应的高自由度控制,进而获得小型化、集成化和动态可调的光学器件。     

微尺度薄膜热导率测试技术

随着器件尺寸进入到微／纳米尺度，其热物性与体材料相比有了很大差别。在器件热性能和可靠性研究过程中，对热导率的测量成为了关键技术之一。本文概述了SiO2、SiNx、金刚石等薄膜在微小型器件中的用途及其热导率测试技术的发展，并进一步总结了用于薄膜热导率测量的常用方法。     

外加条件及两种电子传输对量子点红外探测器噪声的影响

基于外加电场对电子漂移速度的影响,考虑激发能对微米尺度和纳米尺度电子传输的依赖,通过计算仿真研究了外加条件及两种电子传输对量子点红外探测器噪声的影响.结果表明:在2545kV/cm外加电场下,噪声模型和实验数据吻合;噪声随着外加电场和温度的增加而增加,当温度小于80K时噪声增加迅速,而当温度大于80K时噪声增加缓慢,并且温度越低噪声随外加电场变化越明显;噪声不随微米尺度电子传输激发能的变化而变化,随着纳米尺度电子传输激发能的增加而减小,随着纳米尺度电子传输激发能变化速度的增加而增加.该研究可为量子点红外探测器的优化设计和性能提高提供理论参考.     

未来十年纳米光子学若干重点发展领域

纳米光子学已经对人们的日常生活产生了重要影响,并且纳米光子学器件产品有强大的市场需求,因此其研究结果可以很快转化为商品。文章介绍了在未来5到10年内对光子工业有重大影响并且有望进入商品市场的11个纳米光子学领域,其中包括:纳米尺度量子光子学、全光路由、用于增强磁存储的表面等离子体光子学、用于诊断治疗和药物输送纳米光子学、纳米成像、分子尺度上的化学与生物传感器、纳米标签、纳米尺度上操控光场的分布(光伏器件和LED/OLED)、原型试制的新技术、量身定制光学特性的纳米光子材料以及太赫兹技术等,希望文章能对中国的纳米光子学研究及其工业化应用有一定帮助。