飛秒激光作用下金屬-電介質(zhì)多層薄膜的熱響應特性.pdf

1、近年來，器件的小型化成為微電子制造行業(yè)的發(fā)展趨勢趨勢，極大地帶動了以集成電路為代表的微電子制造業(yè)的發(fā)展。隨著集成度的提高，工業(yè)加工與制造業(yè)已經(jīng)進入微觀世界。隨之而來的量子效應、尺寸效應等經(jīng)典規(guī)律無法解釋的現(xiàn)象，使得微尺度科學的研究和發(fā)展成為必需。器件的高集成度必然伴隨著高的功耗和發(fā)熱，因而微尺度熱輸運特性的研究逐漸受到人們的關(guān)注。由于金屬、電介質(zhì)等薄膜是微電子器件的重要組成部分，其熱特性決定著微電子器件的穩(wěn)定性與可靠性，隨著短脈沖激光在

2、薄膜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和熱處理中的廣泛應用，對薄膜在短脈沖激光作用下熱響應特性的分析對器件的研究和發(fā)展具有重要意義。
　　本論文從能量守恒方程和玻耳茲曼方程出發(fā)，建立了特定邊界條件下用于描述微尺度熱傳輸效應的雙曲兩步模型。應用雙曲兩步模型，對單層金屬薄膜的超快熱輸運現(xiàn)象進行模擬計算，并與之前學者的研究結(jié)果相比較以驗證使用的理論模型和計算方法，進而將該模型推廣到在工程應用領(lǐng)域使用更為廣泛的電介質(zhì)薄膜材料，對由電介質(zhì)以及金屬/電介質(zhì)材料構(gòu)成的單

3、層/多層納米薄膜結(jié)構(gòu)的微尺度熱效應進行模擬計算，分析不同結(jié)構(gòu)納米薄膜在超短脈沖激光作用下的熱響應特性，以期對微尺度熱輸運機理有進一步的理解。
　　與其他材料相比，金屬擁有更強的非線性光學效應，然而這種非線性特性很難被觀察到，因為金屬有很高的反射率，并且沒有被反射的光又有一大部分被金屬吸收。由于這個原因，不能夠用塊體金屬來測量非線性效應，需要制備具有一定結(jié)構(gòu)的金屬薄膜來得到這種非線性特性。最近，諸如金屬-電介質(zhì)光子晶體帶隙（Ment