電子被發(fā)現(xiàn)一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，人類(lèi)社會(huì)對(duì)它的依賴(lài)程度越來(lái)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(duì)于電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)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(guó)基礎(chǔ)能源科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)報(bào)告中指出，當(dāng)前科學(xué)上面臨的5大挑戰(zhàn)之一就是對(duì)非平衡態(tài)尤其是遠(yuǎn)離平衡態(tài)的表征和操控。

　　按平衡態(tài)理論，人們預(yù)測(cè)在微電子器件中電流最大的位置往往會(huì)是電子溫度最高的地方。中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所紅外物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陸衛(wèi)研究員和復(fù)旦大學(xué)安正華研究員的科研團(tuán)隊(duì)共同合作，利用非平衡輸運(yùn)熱電子的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)在技術(shù)，通過(guò)散粒噪聲對(duì)非局域熱電子能量耗散進(jìn)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(dòng)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(shí)驗(yàn)兩方面證實(shí)了這種奇異特性就來(lái)自熱電子的非平衡態(tài)特征。

　　該研究工作的最大挑戰(zhàn)來(lái)自于非平衡輸運(yùn)熱電子的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)上。實(shí)驗(yàn)室采用了自主研發(fā)的超高靈敏甚長(zhǎng)波量子阱紅外探測(cè)器的掃描噪聲顯微鏡（SNoiM）技術(shù)，稱(chēng)為掃描噪聲顯微鏡技術(shù)。其基本機(jī)理是非平衡態(tài)電子的電流強(qiáng)烈漲落形成的散粒噪聲會(huì)直接導(dǎo)致近場(chǎng)甚長(zhǎng)波紅外輻射，通過(guò)高靈敏的紅外近場(chǎng)檢測(cè)可實(shí)現(xiàn)僅測(cè)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(yuǎn)離平衡態(tài)的特性提供了獨(dú)特的方法。

　　紅外物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，實(shí)驗(yàn)室是1985 年中國(guó)科學(xué)院首批開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室之一。1989 年，經(jīng)國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)建設(shè)。1992年，通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，并對(duì)外開(kāi)放。

　　紅外物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，實(shí)驗(yàn)室是1985 年中國(guó)科學(xué)院首批開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室之一。1989 年，經(jīng)國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)建設(shè)。1992 年，通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，并對(duì)外開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)室在科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，加強(qiáng)科學(xué)和民主管理，加強(qiáng)條件和隊(duì)伍建設(shè)，不斷提高研究工作能力，努力在國(guó)家需求牽引下做國(guó)際一流研究工作。