中国科学院上海技术物理研究所研究员陆卫和复旦大学研究员安正华的科研团队共同合作，通过散粒噪声对非局域热电子能量耗散进行空间成像研究，相关研究成果已于3月29日在《科学》预印版上线。获得该成果的关键手段是基于团队自主研发的超高灵敏甚长波量子阱红外探测器的扫描噪声显微镜技术。
电子被发现一个多世纪以来，人类社会对它的依赖程度越来越大，如今它已成为微电子和光电子技术的物理基石。
随着微电子器件尺度按摩尔定律不断向纳米尺度减小，对于电子运动规律的认识将面临着从平衡态理论向非平衡态理论的发展。然而，如美国基础能源科学顾问委员会报告中指出，当前科学上面临的5大挑战之一就是对非平衡态尤其是远离平衡态的表征和操控，对于电子的非平衡态特征下运动行为，特别是将电子运动行为从其所依附的晶格背景干扰下提取出来，对于认识和操控非平衡热电子进而增强器件功能有着重要作用。
按平衡态理论，人们预测在微电子器件中电流最大的位置往往会是电子温度最高的地方。但该新研究发现，在纳米尺度结构中，电子温度最高之处并非局域在电流最大位置，而是明显地向电流的流动方向偏离，而且电子的温度高于晶格温度很多倍。文章从理论和实验两方面证实了这种奇异特性就来自热电子的非平衡态特征。
非平衡输运热电子的实验检测在技术上具有极大的挑战。该研究采用的扫描噪声显微镜技术是一种可以检测热电子散粒噪声的红外近场显微镜技术。其基本机理是非平衡态电子的电流强烈涨落形成的散粒噪声会直接导致近场甚长波红外辐射，通过高灵敏的红外近场检测可实现仅测量到非平衡态电子特性，而不反映出与晶格温度达到平衡的平衡态电子特性，从而为直接观察在纳米结构中电子的非平衡态乃至远离平衡态的特性提供了独特方法。
该研究工作得到了国家自然科学基金委项目、科技部国家重点研究计划专项、上海市科委重大项目、中科院海外科学家计划等的资助。应用扫描噪声显微镜进行的超高频率噪声的纳尺度成像，展示了实验装置示意图及电子受限区域的SEM图，以及近场噪声强度信号成像和近场信号与针尖高度关系。噪声强度随偏置电压增大的演变，展示了二维成像图及一维近场信号随位置变化图和近场与远场探测到的噪声强度随着偏置电压的变化规律。