SNoiM在納米結(jié)構(gòu)電子非平衡性檢測方面取得突破

　　電子被發(fā)現(xiàn)一個多世紀以來，人類社會對它的依賴程度越來越大，如今，它已成為微電子和光電子技術(shù)的物理基石。隨著微電子器件尺度按摩爾定律不斷向納米尺度減小，對于電子運動規(guī)律的認識將面臨著從平衡態(tài)理論向非平衡態(tài)理論的發(fā)展。正如美國基礎(chǔ)能源科學(xué)顧問委員會報告中指出，當前科學(xué)上面臨的5大挑戰(zhàn)之一就是對非平衡態(tài)尤其是遠離平衡態(tài)的表征和操控。

　　按平衡態(tài)理論，人們預(yù)測在微電子器件中電流最大的位置往往會是電子溫度最高的地方。中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所紅外物理國家重點實驗室陸衛(wèi)研究員和復(fù)旦大學(xué)安正華研究員的科研團隊共同合作，利用非平衡輸運熱電子的實驗檢測在技術(shù)，通過散粒噪聲對非局域熱電子能量耗散進行空間成像研究，發(fā)現(xiàn)在納米尺度結(jié)構(gòu)中，電子溫度最高之處并非局域在電流最大位置，而是明顯地向電流的流動方向偏離了，而且電子的溫度高于晶格溫度很多倍。從理論和實驗兩方面證實了這種奇異特性就來自熱電子的非平衡態(tài)特征。

　　該研究工作的最大挑戰(zhàn)來自于非平衡輸運熱電子的實驗檢測技術(shù)上。實驗室采用了自主研發(fā)的超高靈敏甚長波量子阱紅外探測器的掃描噪聲顯微鏡（SNoiM）技術(shù)，稱為掃描噪聲顯微鏡技術(shù)。其基本機理是非平衡態(tài)電子的電流強烈漲落形成的散粒噪聲會直接導(dǎo)致近場甚長波紅外輻射，通過高靈敏的紅外近場檢測可實現(xiàn)僅測量到非平衡態(tài)電子特性，從而為直接觀察在納米結(jié)構(gòu)中電子的非平衡態(tài)乃至遠離平衡態(tài)的特性提供了獨特的方法。

　　紅外物理國家重點實驗室依托中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，實驗室是1985 年中國科學(xué)院首批開放實驗室之一。1989 年，經(jīng)國家計委批準建設(shè)。1992年，通過國家驗收，并對外開放。

　　紅外物理國家重點實驗室依托中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，實驗室是1985 年中國科學(xué)院首批開放實驗室之一。1989 年，經(jīng)國家計委批準建設(shè)。1992 年，通過國家驗收，并對外開放。實驗室在科技部、國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，加強科學(xué)和民主管理，加強條件和隊伍建設(shè)，不斷提高研究工作能力，努力在國家需求牽引下做國際一流研究工作。