随着微电子技术的飞速发展,微电子器件特征尺寸已经缩小至纳米量级,器件的散热性能对其运行状态有很大的影响。对于纳米尺度的结构和器件,材料之间的界面在热传输过程中起到关键作用,因此,需要对界面热阻进行深入的研究,以指导微电子器件设计和制造等应用需求。由于传统的宏观导热模型在纳米尺度下无法适用,现有的界面热阻模型也均存在较大的缺陷,因此,近十年来,界面热阻的理论和实验研究一直是学术界和工业界的研究热点。　　 本文在分析了飞秒激光瞬态热反射方法原理的基础上,建立了飞秒激光瞬态热反射实验系统。此系统主要包括飞秒激光器系统、光学系统、数据采集和仪器控制系统等三大部分。飞秒激光器系统作为实验系统的光源,输出的激光脉宽约为100飞秒。光学系统是实验系统的核心,由泵浦光光路和探测光光路两部分组成。首先,激光束被分束器分成泵浦光和探测光；其次,泵浦光通过声光调制器调制至设定频率,探测光经过电控位移平台实现特定时间延迟；最后,泵浦光和探测光均聚焦与样品表面同一点。数据采集和仪器控制系统由光电探测器、锁相放大器、计算机软硬件等电子仪器共同组成。其主要功能是对信号进行提取放大,并实现各仪器的自动运行和控制。在实验系统建立过程中,对传统的光学系统进行了改进,便于实验调节；设计编写了系统软件,实现了实验系统的自动运行；此外,对整个系统进行了优化,以提高实验信噪比,减小实验误差。超快脉冲激光加热金属是一个先非平衡热传输后平衡热传输的过程。目前,金属中微尺度非平衡热输运过程采用抛物两步模型描述,平衡热输运则满足经典傅里叶定律。　　 本文在两个模型基础上,对现有界面热阻模型进行了分析和对比,提出了新的修正模型,并完成了对应的数值模拟计算。利用飞秒激光瞬态热反射实验系统对Al膜／Si基底、Au膜／Si基底和Au膜／SiO2基底等样品进行了实验测试,其界面热阻分别为1.0×10-8m2KW-1,1.3×104m2KW-1和1.8×10-8m2KW-1。此结果和散射失配模型预测值有较大差异。采用溅射方法制作的Al膜／Si基底样品界面热阻大于DMM预测值,而采用蒸镀法制作的样品则相反.此外,当德拜温度比大于0.4时,样品界面热阻大于DMM预测值。最后,对实验过程进行了简要地误差分析,实验调节误差控制在1％以内,证明了实验结果的有效性和正确性。这是在国内首次利用飞秒激光瞬态热反射方法完成了界面热阻的实验研究。