物理上，通常根据尺寸量子化的维数，将量子尺寸效应分为三类：
(1) 一维受限超薄膜 (指薄膜厚度方向)。
(2) 二维受限纳米围栏和岛 (平面内受限尺寸)。
(3) 三维受限量子点 (三维受限)。
一维薄膜中量子尺寸效应的实验能够追溯到 1966 年。当时发现在铋 (Bi) 超薄膜中，电阻率、霍尔系数和磁电阻均呈现出厚度依赖的现象，而宏观上这些性质应该与厚度无关。此后，薄膜中量子尺寸效应被拓展到光学、相变、超导和磁性等领域。应用方面，薄膜量子尺寸效应能够用来改变磁性薄膜层间耦合作用，并调控巨磁阻。对量子点中三维量子尺寸效应的研究始于 1980 年代末。量子点在医学和屏幕显示上均有广泛应用。此外，在实现量子计算的道路上，量子点也提供了一种可供选择的技术方案。至于二维平面量子受限效应的关注则与器件小型化有密切关联，所以 IBM 这样的商业公司才会对此颇感兴趣。
如前所述，对量子围栏尺寸效应的开创性研究除了电子态量子束缚，还有近藤共振的量子海市蜃楼效应。除此之外，量子尺寸效应也被用来引导原子扩散与自组织、控制统计涨落和调制近藤温度。最近的研究工作表明，不依赖于近藤效应的量子海市蜃楼效应能够在费米能附近较宽的能量范围内存在，引起广泛关注。更重要的是，与近藤无关的量子海市蜃楼信号甚至能够比原物态的信号更强，颇有些无中生有的味道。基于这些优点，物理人设想借助于操纵与近藤无关的量子海市蜃楼，可能实现基本逻辑门，例如“非门”、“扇出门”及“或门”等。这里有趣的思路是：海市蜃楼本来就是无中生有，现在竟然可以用无中生有来实现真实的功能，是否有海市蜃楼的感觉！
网友评论