生物芯片技术的日益兴起,使得生命科学领域大量的、复杂的数据采集和处理分析工作可以实现集成化、微型化、连续化。而生物芯片制作的一个关键环节就是芯片基底材料的选取与合理利用,生物芯片本身的特点要求我们对所使用材料的极微小尺度、超快物理过程有更为透彻的理解。本文主要针对可以作为生物芯片基底材料的纳米硅薄膜超快动力学特性进行研究。为了对纳米硅薄膜超快动力学特性的分析进行对比和铺垫,本文也进行了金属铜薄膜的超快动力学分析。主要研究内容如下：(1)使用磁控溅射法制备出纳米铜薄膜和纳米硅薄膜；(2)使用飞秒激光瞬态反射技术,测量纳米铜薄膜和纳米硅薄膜的瞬态反射规律,得出不同脉冲激光强度作用下的瞬态反射率变化数据,并通过反射率变化规律分析其内部的超快载流子输运过程和超快热输运过程微观机制；(3)通过对受激载流子浓度定量的计算,分析纳米硅薄膜载流子输运过程对瞬态反射率的贡献；建立扩散模型模拟纳米硅薄膜载流子浓度衰减过程,通过模型计算出表面复合速率为S=4×105cm/s,体复合时间随着泵浦光能量的增强而缩短。(4)使用双温模型模拟铜薄膜的超快热输运过程,经过计算得出铜薄膜电声耦合系数为G=1.2×1016W/m3K；在掌握了金属双温模型的基础上,建立了可以用于分析半导体超快载流子输运过程和超快热输运过程的双温模型。