现代新型真空电子学器件、等离子体电子学器件和固态功率电子器件在航天、国防、高技术领域具有重要作用，在加速器、Z箍缩等诸多大科学装置中不可或缺，在微电子加工、材料表面处理、生物医学应用等工业领域举足轻重。该类器件的机理研究和分析设计属于多层次、多尺度问题，依赖于先进数值建模和数值模拟技术。

    多层次：1. 工程； 2. 材料； 3. 原子/分子。

    多尺度：1. 系统（米）；2. 器件（毫米/厘米）；3. 表面（微米）； 4. 材料结构（埃）。

    全物态：1. 等离子体态； 2. 固态； 3. 液态； 4. 气态

    建模方法：

    1. 系统尺度： 等效电路。

    2. 器件尺度：(1) 粒子模拟； （2） 流体模拟； （3）混合模拟。

    3. 表面尺度：蒙特卡罗方法。

    4. 材料结构：密度泛函方法/分子动力学方法。

    不同尺度间需要混合、耦合或关联。

    目标：在课题组历经二十年自主研制的尤普（UNIPIC）粒子模拟软件基础上，实现其多层次、多尺度和全物态化扩展，并在电磁学、微波技术、等离子体技术、半导体加工等领域获得全面应用。