量子限制效应是指
微观粒子能量的量子化现象随着其空间运动限制尺寸不断减小而更加明显,由连续的
能带变为分立的能级,特别是
基态能级向上移动,发生蓝移。对固体中电子运动而言,空间尺寸达到纳米量级时,其
量子效应变得明显,因而通常称此为
低维结构或
纳米结构。
量子限制效应(quantum confinement effect) 微
结构材料三维尺度中至少有一个维度与电子德布罗意(deBroglie)波长相当,因此电子在此维度中的运动受到限制,电子态呈量子化分布,连续的能带将分解为离散的能级,即形成分立的能级和驻波形式的
波函数。当能级间距大于某些特征能量(如热
运动量KB;塞曼能hω,
超导能隙Δ等)时,系统将表现出和
大块样品不同的甚至是特有的性质,例如
超晶格中由于能级离散引起的
带隙展宽及
吸收边的蓝移。