微纳尺度下声子热传导与热流调控-同济大学
微纳尺度下声子热传导与热流调控一直是多个学科研究的前沿领域。声子学与热能科学中心研究员徐象繁一直致力于该课题的实验研究，取得了一些列研究成果。
热现象无时无处不在，它影响着人类生活的方方面面。然而，在实际的生产生活中，大部分热（约60%）都被转换成废热和废气浪费掉了。如果能将这些废热进行重新利用和转换，即热-电转换，则不失为一种清洁可再生绿色能源，有望为全球能源危机提供一个解决方案。另一方面，散热是各种电子和光电器件的关键需求。半导体集成电路的器件集成度按照摩尔定律(Moore’s law)快速增加。目前普遍采用的纳米晶体管生产工艺可以在一平方厘米的面积内集成数十亿个晶体管。如此密集的晶体管在以极高频率工作时必然会产生巨大的热量，会使得电子器件的局部温度急剧升高，形成热点(hot spot)。过高的温度会大大降低器件的可靠性和运行速度，并最终导致集成电路被烧毁。因此，如何有效地利用废热和如何实现微纳米结构中热管理已然成为热传导领域研究的两大热点问题。要研究固体中的声子并实现对其有效调控，必须先提到声子两个微纳米尺度的特征长度：波长和平均自由程。当一个材料的尺寸接近声子特征长度时，其声子数量会显著降低，从而使得科学家们可以更加容易地实现对声子的调控。因此，为了控制热流，一个最直接有效的方法便是设计出与声子特征长度相当的器件。这就决定了微纳米结构材料在声子学研究领域的重要地位。要操控微纳材料，并准确测量其热导率，是一项非常具有挑战的实验。
同济大学声子学与热能科学中心主要开展声子/热的基本定律，声子与其他热载体，如电子、光子、磁化子等相互作用的理论、计算模拟和实验研究。中心徐象繁研究员近年来致力于微纳尺度热传导与热流调控的实验研究，已自行搭建多套(悬空热桥法，见图1)可用于一维及二维材料热传导测量的实验平台(Sci. Rep. 6, 25334 (2016); Nat. Comm. 5, 3689 (2014))。
图1搭建的三套低维材料热导测量系统(a)和一套自行研发的电子束自加热测量系统(b)。
利用悬空热桥法并结合“温和”氧等离子体轰击实现了硫化钼热导率在其晶体本征热导率和非晶态热导率之间的原位连续测量和调控。分子动力学模拟计算表明低缺陷浓度下声子-缺陷散射导致的声子透射系数下降并引起热导率的下降。实验中我们观测到了二维硫化钼热导率在一定缺陷浓度阈值下的急剧下降现象。高分辨率透射电子显微镜图和电子衍射图样以及热导率的温度依赖关系表明，该阈值对应于二位硫化钼在晶态到非晶态的转变域值(图2b)。通过调控，二维硫化钼的热导率最终趋近其非晶态热导率值，与最低热导率理论计算的结果吻合。本实验提供了一种可以原位连续测量和调控微纳尺度材料热导率的技术手段。该实验和技术在热电，光电以及其在未来高度集成和小型化应用中都有潜在应用价值。该文章以封面(图2a)的形式于2018年1月发表在杂志Nanoscale，10, 2727 (2018)。
图2 热传导精密测量及热流调控
发展新技术或者拓展并应用现有技术到更新更具有挑战性的系统中是各种新材料和新系统的热学、热电性质研究中的两个重要方面。接触热阻和界面热阻的测量是微纳尺度热传导测量和调控中存在的瓶颈。我们利用聚焦电子束自加热法测量了悬空硫化钼的本征热导率并结合悬空热桥法测量和计算出了硫化钼与铂电阻丝的接触热阻以及界面热阻。测量所得的悬空硫化钼本征室温热导率约为~30 W/mK, 估算所得的界面热阻约为~ 2×10?6 m2K/W。本实验中我们成功将聚焦电子束自加热法成功拓展应用到悬空二维系统，为将来直接测量多种二维异质结系统的本征热导率和界面热阻提供了可能(图2d)。相关工作发表于Science Bulletin上：Measuring the thermal conductivity and interfacial thermal resistance of suspended MoS2 using electron beam self-heating technique, Sci. Bull. 63, 452-458
(2018)。
不同于电子和光子，声子并不是一种真实粒子，而是一些不带电荷的由晶格振动形成的能量团。声子不受电场和磁场直接影响，因此控制声子要比控制电子难很多。精确地控制声子传输和制造实用功能的“声子学”器件是科学家的一个梦想。利用悬空热桥法，研究了悬空Y型纳米碳管团簇的热整流效应。实验发现在室温其热整流效率可达12%(图2c)。结合MD模拟发现该整流效应是由于不对称的声子穿透率引起的。相关工作发表于Carbon杂志上：thermal rectification in Y-junction carbon nanotube, Carbon 140, 673-679 (2018)。
微纳光子学
微纳光子学主要研究在微纳尺度下光与物质相互作用的规律及其光的产生、传输、调控、探测和传感等方面的应用。微纳光子学亚波长器件能有效提高光子集成度，有望像电子芯片一样把光子器件集成到尺寸很小的单一光芯片上。纳米表面等离子体学是一新兴微纳光子学领域，主要研究金属纳米结构中光与物质的相互作用。它具有尺寸小，速度快和克服传统衍射极限等特点，有望实现电子学和光子学在纳米尺度上的完美联姻，将为新一代的光电技术开创新的平台。金属-介质-金属F-P腔是最基本的纳米等离子体波导结构，具有良好的局域场增强和共振滤波特性，是制作纳米滤波器、波分复用器、光开关、激光器等微纳光器件的基础。但由于纳米等离子体结构中金属腔的固有损耗和能量反射，F-P腔在波分复用器应用中透射效率往往较低，这给实际应用带来不利。 最近，科研人员提出了一种提高表面等离子体F-P腔波分复用器透射效率的双腔逆向干涉相消法。该方法能有效避免腔的能量反射，使入射光能完全从通道端口出射，极大增强了透射效率。此设计方法还能有效的抑制噪声光的反馈。同时，科研人员利用耦合模方法验证了这种设计方法的可行性。这种波分复用器相比目前报道的基于F-P单腔共振滤波的波分复用器的透射效率提高了50%以上。相关的成果于2011年6月20日发表在Optics Express上，论文题目为：Enhancement of transmission efficiency of nanoplasmonic wavelength demultiplexer based on channel drop filters and reflection nanocavities。 “新兴光器件及集成技术专题报告会”上发布《纳米光子学对光子技术更新换代的重要作用》精彩演讲。报告摘要;从上世纪70年代开始，光子学进入微光子学阶段，经过40年的研究，现在已经比较成熟。以半导体激光器为重点的研究已经逐渐转向对激光控制问题的研究和激光应用的研究。同时，光子技术已经进入光电子技术阶段，其特点是研究开发以电控光、光电混合的器件和系统。光电子技术已经逐步占领了电子技术原有的阵地。它的应用领域已经扩大到人类社会生活的各方面，如光通信与光网，平板显示、半导体照明、光盘存储、数码相机等。光电子产业迅速发展壮大起来。在经济发达国家，光电子产业的总产值已经可以与电子产业相比，甚至超过电子产业。近十年来，国际学术界开始大力发展纳光子学及其技术，使光电子技术与纳米技术相结合，对现有光电子技术进行升级改造。 与国际上科技发达的国家相比，目前我国微纳光子学的研究还不算落后，这从我国在微纳光子学领域发表的论文数量和投稿的杂志级别就可看出。但是我国的光子学研究论文大部分是理论方面的，大多数是跟踪国外的。由于国内缺乏先进的科学实验平台，特别是缺乏制备微纳光子学材料和器件的工艺条件，实验方面的论文比较少（除了少数与国外合作研究的论文），创新的思想无法得到实验验证。微光子学方面的情况尚且如此，在纳光子学方面，由于对仪器、设备、工艺和技术的要求更高，与国外的差距正在加大。 在光电子技术方面，由于国际经济的全球化和我国的改革开放形势，吸引跨国公司将制造、加工基地向我国转移。21世纪初光电子企业的大公司纷纷落户我国。而且大量资金投向我国沿海经济发达地区（如广东、上海和京津地区），建立起一大批中外合资或独资企业。但是这些外国企业或技术人员，控制着产业的高端技术，对我国实行技术垄断，使我国的光电子技术至今还处于“下游”，成为外向加工企业。大多数光电子企业采用这样的生产模式：购买国外的芯片进行器件封装，或者购买国外的器件进行系统组装。目前我国光电子企业严重缺乏核心技术和自主知识产权，无法抵御国际经济危机，面临着很大的风险。 为了加快我国的微纳光子学与相关光子技术的发展，我国应该集中投入一部分资金，凝聚一批高水平研究人才，在某些光电子企业集中的地区，依托光子学研究有实力的单位，采用先进的管理模式，建设我
基于视觉计算的扫描电子显微镜下微纳尺度三维形面测量方法研究
基于视觉计算的扫描电子显微镜下微纳尺度三维形面测量方法 研究 随着微、纳领域科学技术的不断发展,微、纳米材料在芯片制造、电子封装、生物医药等高新技术领域得到越来越广泛应用。由于微、纳米材料与结构具有尺寸效应,在力-电-磁-热等多场耦合负载作用下,极易产生变形、裂纹进而导致结构与器件失效。因此,在微纳尺度下实施精确地三维形面测量对了解上述变形机理、失效机制分析、指导微纳系统设计与加工等具有重要意义。近年来,微纳尺度精密测试技术不断进步,涌现出多种微纳尺度三维形面测量方法。 其中,基于扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)测量方法(3D SEM),具有高效、非接触式、测量范围大和对样品表面粗糙度的良好脱敏性等一系列优点而受到国内外众多学者的共同关注。然而,由于SEM是以可视化为目的进行设计与制造,要将其应用于三维形貌测量,在成像模型及标定、图像畸变校正、特征匹配与三维测量算法等方面仍存在着诸多问题。为此,本论文针对3D SEM在实施与应用中所面临的问题,主要开展SEM成像模型通用化建模、SEM图像畸变校正、基于视差-深度映射的局部高效三维测量方法和自适应SfM-SEM框架下整体精细三维测量方法等四个方面的研究,以形成一套完备的SEM下三维形面测量理论与技术体系。具体研究工作如下:针对SEM成像模型分歧大、无法根据SEM的放大倍率对成像模型进行准确划分等问题,在不依赖任何假设的条件下, 从SEM成像过程本质出发,建立连续通用成像模型以表征SEM系统成像特性。 根据SEM成像过程的连续性约束,利用径向基函数来表达像素点与空间直线的对应关系,进而参数化连续通用成像模型;澄清放大倍率与成像规律的关系,揭示SEM成像系统真实成像本质,实现SEM在不同倍率下的成像模型通用化与可视化表达。可视化建模结果验证部分学者对SEM成像特性和放大倍率的关系假设。通过精度实验证明相比于传统成像模型,连续通用成像模型可更精准地刻画SEM 成像过程,为探索SEM成像规律提供新思路,具有重要的理论和应用价值。针对SEM图像畸变原因复杂、无明显规律且无法利用光学参数化模型校正等问题,提出一种顾及倍率变化的SEM图像畸变校正方法。 对于SEM的时间漂移畸变与空间畸变,从产生根源入手,独立建模,分而治之,分别建立漂移畸变-采集时间畸变模型与空间畸变-像素位置畸变模型;结合不同
液体环境下表面电荷对微纳尺度摩擦磨损的影响
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - IV - 目 录 摘 要 ............................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I I 绪论 (1) 1.1 课题的来源以及研究的背景与意义 (1) 1.1.1 课题的来源 (1) 1.1.2 课题研究的背景与意义 (1) 1.2 课题研究的国内外现状分析 (2) 1.2.1 微纳尺度摩擦磨损研究方法综述 (2) 1.2.2 双电层对微纳尺度摩擦影响的研究 (3) 1.2.3 双电层对微纳尺度磨损影响的研究 (6) 1.3 本文研究的主要内容 (8) 固液界面间作用力理论计算 (9) 2.1 引言 (9) 2.2 双电层间静电力计算公式的推导 (9) 2.3 表面电荷密度的测量 (13) 2.3.1 实验原理 (13) 2.3.2 实验装置和样品的选择与制备 (13) 2.3.3 实验结果及分析 (15) 2.4 双电层间静电力数值仿真 (18) 2.5 固液界面间范德华力计算公式推导 (20) 2.6 固液界面间摩擦力公式的修正 (21) 2.7 本章小结 (21) AFM 摩擦力测量方法研究 (23) 3.1 引言 (23) 3.2 AFM 工作原理简介 (23) 3.3 摩擦力测量方法 (24) 3.3.1 电压-悬臂梁扭转角度转化因子的计算 (24) 3.3.2 正压力的确定 (29)
微纳尺度下声子热传导与热流调控-同济大学
微纳尺度下声子热传导与热流调控一直是多个学科研究的前沿领域。声子学与热能科学中心研究员徐象繁一直致力于该课题的实验研究，取得了一些列研究成果。 热现象无时无处不在，它影响着人类生活的方方面面。然而，在实际的生产生活中，大部分热（约60%）都被转换成废热和废气浪费掉了。如果能将这些废热进行重新利用和转换，即热-电转换，则不失为一种清洁可再生绿色能源，有望为全球能源危机提供一个解决方案。另一方面，散热是各种电子和光电器件的关键需求。半导体集成电路的器件集成度按照摩尔定律(Moore’s law)快速增加。目前普遍采用的纳米晶体管生产工艺可以在一平方厘米的面积内集成数十亿个晶体管。如此密集的晶体管在以极高频率工作时必然会产生巨大的热量，会使得电子器件的局部温度急剧升高，形成热点(hot spot)。过高的温度会大大降低器件的可靠性和运行速度，并最终导致集成电路被烧毁。因此，如何有效地利用废热和如何实现微纳米结构中热管理已然成为热传导领域研究的两大热点问题。要研究固体中的声子并实现对其有效调控，必须先提到声子两个微纳米尺度的特征长度：波长和平均自由程。当一个材料的尺寸接近声子特征长度时，其声子数量会显著降低，从而使得科学家们可以更加容易地实现对声子的调控。因此，为了控制热流，一个最直接有效的方法便是设计出与声子特征长度相当的器件。这就决定了微纳米结构材料在声子学研究领域的重要地位。要操控微纳材料，并准确测量其热导率，是一项非常具有挑战的实验。 同济大学声子学与热能科学中心主要开展声子/热的基本定律，声子与其他热载体，如电子、光子、磁化子等相互作用的理论、计算模拟和实验研究。中心徐象繁研究员近年来致力于微纳尺度热传导与热流调控的实验研究，已自行搭建多套(悬空热桥法，见图1)可用于一维及二维材料热传导测量的实验平台(Sci. Rep. 6, 25334 (2016); Nat. Comm. 5, 3689 (2014))。 图1搭建的三套低维材料热导测量系统(a)和一套自行研发的电子束自加热测量系统(b)。
项目名称微纳尺度相界面作用机理及调控方法
项目名称：微纳尺度相界面作用机理及调控方法 提名者：中华人民共和国教育部 提名意见： 我单位认真审阅了该项目推荐书及其附件材料，确认全部材料真实有效，相关材料均符合国家科学技术奖励办公室的填写要求。 微能源系统挑战性难题是界面效应和通道尺寸效应的耦合机理，本项目围绕该关键科学问题开展了原创研究，在微能源相界面理论、测量及调控方面取得了重要进展，发现了边界条件绝对性和相对性，建立了热边界层再发展强化传热并减小阻力新原理；发现微通道沸腾传热角部核化、气泡爆炸、三区传热，提出沸腾数表征界面效应和通道尺寸效应影响沸腾传热的相对重要性；创造种子气泡传热原理和方法。已获教育部自然科学一等奖。8篇代表性论文他引796次，其中SCI他引480次，来自40个国家和地区的他引作者（含诺贝尔奖获得者1人、国内外院士15人等）正面评价项目成果，并被40余本国内外专著正面引用。徐进良连续四年入选Elsevier中国高被引科学家，担任Energies等国际期刊编委；担任第四届微纳流动会议（英国，2014）、国际传热与热力学循环会议(英国，2016)大会主席之一，是唯一来自中国的学者，主持了CO2动力循环国际会议(北京，2018)、国际传热研讨会（北京，2014）及微能源国际研讨会（三亚，2005），在国内外会议上作特邀报告30次，提升了我国学者在微能源方面的影响力。成果已应用于指导工程设计，部分成果用于小卫星微推力系统的研究，推动了多相流与微尺度热物理学科的发展，培养了活跃在国际学术前沿的研究队伍。 对照国家自然科学奖授奖条件，推荐该项目申报2019年国家自然科学二等奖。
项目简介 本项目属多相流动学及微尺度热物理学领域。航空航天及电子信息等高新技术快速发展，催生微能源系统新型学科。微能源系统指能量转换及传递发生在微小空间，实现电能生产、动力供给等功能的系统。相变型（沸腾、冷凝）微系统中固液、气液界面效应和通道尺寸效应耦合强烈，界面厚度为亚微米或纳米，通道尺寸为亚毫米、微米或纳米。连续介质力学理论难以处理微纳米界面，需建立新的理论、测量及调控方法，以探明界面效应和通道尺寸效应对能量传递的影响机理，主要发现点为： (1)受限流动固液界面动量及能量交换物理本质：提出“三原子模型”，获得界面边界条件准则数，揭示出边界条件与固液原子相互作用参数间的关系。建立跨尺度模型，发现边界条件绝对性和相对性，揭示固液界面动量交换的物理本质。发现微通道固液界面热边界层迅速发展对传热的弱化效应，建立热边界层再发展概念强化传热并减小阻力的新原理。 (2)界面效应及通道尺寸效应对相变传热的影响机理：研究了硅微通道沸腾传热，发现了角部核化、气泡爆炸、微时间尺度脉动及三区传热。提出沸腾数表征界面效应和通道尺寸效应影响沸腾机理的相对重要性。发现弯曲界面脉动热管方波、正弦波气泡位移曲线，发现局部流动方向转换并定义该科学术语。 (3)微通道种子气泡传热原理和方法：原创性建立微通道种子气泡传热原理与方法，发现种子气泡在极低温差下触发沸腾起始点，避免微系统启动烧毁。种子气泡完全抑制不稳定流动和传热，避免交变热应力引起微系统损坏。提出了优化微通道传热的数学模型。 8篇代表性论文总他引796次，SCI他引480次。他引作者分布在40个国家和地区，含诺贝尔奖获得者Geim A.K.教授、国内外院士15人、国际传热领域最高奖ASME/AIChE Max Jakob纪念奖获得者5人、ASME传热纪念奖获得者8人及国际权威期刊主编27人，权威学会会士49人等。他引期刊包括Science, ACS Nano, Reports on Progress in Physics等权威期刊。边界条件绝对性和相对性，被美国Ho C.M.院士的实验所证实。分子动力学模型被诺贝尔奖获得者Geim A.K.院士发表在Science上的论文引用。国际制冷学会主席，塞尔维亚Hrnjak P院士、Int. J. Multiphase Flow 创刊主编及ASME传热纪念奖获得者Hetsroni G.教授等评价沸腾数为“徐等提出的沸腾数，是表征界面效应及通道尺寸效应相对重要性的关键参数”。印度Sridharan A.院士等评价“种子气泡是调控微通道沸腾传热的有效方法”。 徐进良获2014年度埃尼(Eni Award) 奖提名，被评为2012年度ASME J. Heat Transfer杂志最佳论文评阅人，担任Frontiers in Heat Pipes等杂志编委, Appl. Therm. Eng., Heat Trans. Eng.杂志Guest editor等，是第四届微纳流动会议（英国，2014）及国际传热与热力学循环会议(英国，2016)唯一来自中国的大会主席。作为大会主席主持国际传热研讨会（北京，2014）及微能源国际研讨会（三亚，2005），做国际会议特邀报告20次。 已获教育部自然科学一等奖1项。项目成果指导了我国小卫星微推力系统的研究。研制成功300W大功率LED节能灯冷却器，与传统冷却器相比，重量减少一半，LED温度降低20o C，寿命延长一倍，获得优秀创新产品金奖，专利向企业转化，推动了理论成果的应用。项目促进了热物理和微系统间的学科交叉。
声学微纳操控方法简介
Applied Physics 应用物理, 2016, 6(5), 114-118 Published Online May 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/1111782926.html,/journal/app https://www.360docs.net/doc/1111782926.html,/10.12677/app.2016.65016 An Introduction to Acoustic Micro/Nano Manipulations Junhui Hu State Key Lab of Mechanics and Control of Mechanical Structures, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing Jiangsu Received: May 7th, 2016; accepted: May 22nd, 2016; published: May 30th, 2016 Copyright ? 2016 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/1111782926.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Acoustic micro/nano manipulation method has been proposed and developed to meet the new requirements for actuation of micro/nanoscale objects. It utilizes the physical effects of sound to handle micro/nanoscale solids, droplets, bubbles, and soft materials in a controlled way. This pa-per gives its background and status quo, summarizes and comments its major physical principles, demonstrates several examples of its latest progress, and suggests its potential applications and the important challenges which need to be met for the further development of the method. Keywords Acoustic, Transducer, Physical Effects, Micro/Nano Manipulation 声学微纳操控方法简介 胡俊辉 南京航空航天大学，机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏南京 收稿日期：2016年5月7日；录用日期：2016年5月22日；发布日期：2016年5月30日 摘要 声学微纳操控是为满足对微纳作动功能的最新需求而出现的一种作动新方法。它利用声波的各种物理效
项目名称多元材料跨尺度微纳加工与设计方法
项目名称：多元材料跨尺度微纳加工与设计方法 完成单位：北京大学 完成人：吴文刚，张海霞，王玮，陈兢，李志宏，张锦文 项目简介: 智能化微型系统被公认为未来技术创新的主要方向之一，面向不同应用需求及环境构筑多样化、集成化的微纳传感器、执行器，是发展上述智能化微型系统的主要基础和关键环节，其中开发多样化、集成化微纳传感器、执行器的新型制造技术，特备是实现不同功能材料、不同尺度域的集成制造成为当前的重要挑战。 针对以上问题，本成果解决了四个关键问题：如何在多元材料上实现微纳复合结构的制备，如何在跨微纳尺度范畴内实现大批量微纳结构的可控制备，如何形成制备方法的标准化分析和表征，如何将所开发的多元材料跨尺度微纳加工技术应用于制造高性能典型微纳传感器、执行器并进行器件推广应用。主要发明创新如下： 1）提出了基于氧等离子体轰击聚合物引入纳米材料和优化深反应离子刻蚀（DRIE）工艺的纳米森林结构加工技术，建立了无掩模制备“以微米为骨架结构, 以纳米为功能结 构”的微纳集成制造方法，在硅基材料、介质材料以及多种柔性材料上实现了微纳复 合结构的大规模批量化加工，成品率达到95%以上，成本下降200%； 2）提出了聚焦离子束应力引入及类流体物质迁移微纳加工技术，基于侧墙工艺、边缘光刻和衍射曝光工艺的多样化纳米结构加工技术，以及纳米颗粒晶体加工技术，纳米结 构的可控性达到80%以上； 3）提出了钛、钼、钨等金属材料、聚对二甲苯（Parylene-C）以及Parylene C/聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合聚合物材料（pcPDMS）的微纳加工技术，实现了微小金属零件、 柔性基底微纳器件以及高性能微流控芯片等的加工制作，新型微纳加工工艺材料5种以 上； 4）发明了通过SEM图像进行三维结构重建和对跨尺度结构进行数值化分析与表征的方法，并形成了应用软件在国际上发行； 5）发明了采用上述多元材料跨尺度微纳加工技术制备的新型微纳能源器件、微流控表面拉曼增强散射（SERS）检测器件、高灵敏度生化传感器件等，技术达到国际先进水平， 应用于能量采集、食品安全检测、环境监测等领域，部分器件已经形成产品在市场上 销售。 形成了具有自主知识产权的多元材料跨尺度微纳加工与设计方法，获得了授权发明专利33项，软件著作权4项，在影响因子大于5的国际重要学术期刊上发表论文21篇，重要学术会议邀请报告40余次。研究成果已经在北京微能高芯科技有限公司等企业实现应用，2010-2014年共
清华大学彭晓峰-微纳尺度传热概述
微纳尺度传热概述
清华大学相变与界面传递现象实验室 2008年08月2日
内容 概貌与基本概念 研究内涵 现状与趋势
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概貌与基本概念
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学科内涵
考虑微纳尺度影响和效应的能源转换、传递、有效利用规律
研究背景
能源动力与环境生态安全、新兴工艺、高新科技
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驱动力
猎奇探秘、需求多样性复杂性 、极端现象、交叉融合
突出特点
微观深化、耦合与新驱动、学科交叉、科学新理念
背景 1. 高科技需求
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电子器件等的热障；激光器、LED等的 寿命 生物医学、材料制备加工等的精准调控 新型微小能源系统的高效紧凑 特征： 尺 度 微 小 化 、 热 流 度 密 高
E-cooling issues
Moore’s Law
The number of transistors per square inch on integrated circuits doubles approximately every 18 months
Example:
smaller in scale
Packaging interface
Severe spatial constraints Electronics packages make space very variable more compact electronic heat generating volume
Heat transfer on the chip becomes a subject of outstanding significance for thermal design.