电子产业的快速发展使电子封装面临新的问题和挑战,功率密度的不断提高和应用领域的不断拓展要求电子器件具有更高的服役温度。纳米金属颗粒焊膏凭借其优越的电热性能和“低温连接、高温服役”的特点已成为电子封装连接材料的重要发展方向。从纳米金属颗粒焊膏的烧结机理、组成成分、技术工艺发展过程等方面阐述了近年来焊膏烧结技术的发展情况,讨论了现有国内外研究的优势和不足,并结合烧结后接头的可靠性测试方案和结果,指出了现有研究在高温高功率下应用的失效机理及未来纳米金属颗粒焊膏烧结技术的发展方向,这对纳米金属颗粒焊膏在电子器件封装领域的大规模应用及第三代半导体产业在国内的快速发展具有重要意义。

提出了一种在150~165 THz区域内的具有单峰吸收特性的高性能超材料吸收器。设计的吸波器包含两个阵列：双金属颗粒阵列和双空气孔阵列。金属层的阻尼常数在模拟中被优化。发现在模拟中使用2.3倍的阻尼常数时, 可以获得最大吸收率96％。吸收峰由局域表面等离子体(LSP)模式共振激发。为了揭示共振电磁机理, 进行了两组模拟, 研究结构参数变化对共振吸收峰的影响。发现随着垂直距离V的增加, 吸收峰被增强, 当V=160 nm时, 获得新的吸收带。在第二次模拟中, 对于水平距离H的增加, 吸收峰也增强, 并且当H=190 nm时获得另一个新的吸收带。电场强度分布结果表明LSP模式的激发和LSP模式之间的耦合效应导致吸收峰增强现象。

采用高温X射线原位衍射和变温介电谱对SrTiO3基底上外延生长的BaTiO3(嵌埋Ni颗粒)薄膜进行了相变特性分析。从X射线衍射和介电谱的分析结果得出，BaTiO3的相变温度点转变为弥散的温度区间。在这个弥散的相变温度区间内，由于基底和薄膜之间的失配，以及嵌埋Ni颗粒的应力作用，薄膜的介电响应弥散剧烈，并偏离德拜弛豫。分析Cole-Cole图获知，BaTiO3薄膜在四方相转变为立方相的相变过程中同时存在几种极化机制，在高温状态下介电损耗随温度增大而增大。降温过程中，薄膜没有立即恢复四方相，可能是基底和Ni颗粒的共同作用影响了相变弛豫。

针对应用于薄膜太阳能电池的一种混合陷光结构进行了分析研究，该结构由位于电池正面的电介质颗粒和位于电池背面的金属颗粒构成.运用有限时域差分法模拟分析了正面电介质颗粒与背面金属颗粒对光吸收增强的不同作用范围.运用电场图分析了其对光吸收增强的机制，包括两种颗粒的散射作用和金属纳米颗粒的表面等离子体近场增强作用.分别优化了正面电介质颗粒和背面金属颗粒的材料、大小等参量，获得了一种优化后的混合陷光结构.实验表明带有这种混合陷光结构的电池短路电流密度相对于参考电池提高了30.3%，该方法为提高薄膜太阳能电池效率提供了新思路.

高功率激光器中，金属颗粒作为元件表面污染的一种，对熔石英元件寿命的影响早已得到关注。为了定量得到金属颗粒对熔石英元件损伤阈值的影响，在中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜中心的标准损伤测试平台上，对未被污染的以及被3种不同金属颗粒(Al、Cu、Fe)污染的熔石英元件的损伤阈值进行了测量。研究发现，被金属颗粒污染的熔石英元件，损伤阈值会降低为原来的20%～30%；吸收系数高的金属颗粒更容易诱导损伤，损伤形貌与未污染的熔石英损伤形貌也有很大的差别；离线观测样品形貌，可以从微观的角度观察到损伤的概率行为。参考损伤的爆炸模型，粗略地模拟了温度随时间的变化。

利用退耦近似方法，数值研究了任意体积分数特别是高体积分数的金属颗粒复合介质膜的有效线性介电函数和三阶非线性效应的变化，得到了非线性增强的最佳体积比。在不同体积分数下研究了复合体系的三阶非线性效应随入射光频率的变化关系，结果表明在表面等离子体共振频率附近，三阶非线性效应随着体积分数的增加而增强，但是当体积分数增加到一定值时由于粒子之间的相互作用对局域场的影响导致了三阶非线性效应的降低。

本文提出了三组份金属颗粒-介质复合体系的一种弥散结构模型,推导出其有效介电函数的关系式,利用该关系式可以很方便地求解出多组份复合体系的有效介电函数值。对(Au,Ag)/SiO₂三组份复合体系的光吸收系数进行了理论计算,计算结果给出了多共振吸收峰的存在,与实验测量的光吸收谱进行了对比。