应用飞秒激光抽运-探测系统研究半导体的微观热输运过程

本研究在实验上应用飞秒激光产生的超短热流脉冲激发半导体材料，采用飞秒时间分辨抽运-探测技术探测材料表面的热响应，在5-400K温度、10^10-10^14W/m^2的瞬间热流密度范围内观测半导体内部及其界面上的微观、超快热输运过程，从中获得载能粒子（电子/空穴、声子）相互作用及其规律。理论上，结合实验规律，应用半经典、量子输运理论、热传递载流子密度矩阵方法并结合分子动力学模拟方法，研究载能粒子的相互作用及热传递机理。建立半导体内部及其界面上的微观热传递理论模型，及分子动力学模拟和载能粒子导热模型相结合的热传递数值模拟方法。揭示半导体材料微尺度超快传热现象的机理，为解决微电子/光电子器件结构设计和制造中存在的热问题提供理论依据，为建立完整的微尺度传热理论框架作出贡献。