低維材料與相變現象簡介

(一) 低維材料：
某些特殊材料的晶體結構含有異向性一維的線性鏈或二維的平面，這種材料即俗稱為低維度材料 (low-dimensional materials)。由於這些材料晶體結構的特異性，故而造成許多低維度材料展現非常奇特的物理現象。例如，這些材料中的電子被限制在一維的線性鏈或二維的平面上做傳輸，故他們的導電性會在某一(或二)晶格方向特別好，而在其他方向導電性明顯較差。那麼立刻可能的問題是我們平時常見的銅線或金泊，是不是他們的導電性就只會在銅線線的方向或金泊平面的方向較好呢?答案是否定的。因為在微小電子的世界，銅線或金泊仍然是三維的，電子的傳輸方向仍然是遵循古典的統計法則而四面八方都有可能。除非銅線的直徑或金泊的厚度小於電子的平均自由程(mean-free-path)，那麼量子的效應才會顯現出來。低維度材料中，一維(或準一維)材料由於其特殊不對稱的晶體結構，因而多種此類材料會隨著溫度的變化展現出各式各樣有趣的相變(phase transition)現象。