介紹物理學是凝聚態物理學的一個分支學科，研究的是中等尺寸的材料。 這些材料的尺寸介于原子數量（例如分子）的納米級和測量微米的材料之間。 下限也可以定義為單個原子的大小。 微米級別的是散裝材料。 介觀和宏觀物體都包含許多原子。 成分材料的平均特性描述了宏觀物體，因為它們通常遵循經典力學定律，而介觀物體則相反，受平均值附近的熱波動影響，其電子行為可能需要在量子力學層面進行建模 .

一個宏觀電子設備，當縮小到一個中等尺寸時，開始揭示量子力學特性。 例如，在宏觀層面上，導線的電導率隨著其直徑的增加而不斷增加。 然而，在介觀層面上，導線的電導是量化的：增加發生在離散的或單獨的整個步驟中。 在研究過程中，通過實驗和理論構建、測量和觀察細觀器件，以促進對絕緣體、半導體、金屬和超導體物理學的理解。 介觀物理學的應用科學涉及構建納米設備的潛力。

介紹物理學還解決了宏觀物體微型化時發生的基本實際問題，就像半導體電子學中晶體管的微型化一樣。 當材料的尺寸接近納米級時，材料的機械、化學和電子特性會發生變化，其中材料表面的原子百分比變得非常重要。 對于大于一微米的塊狀材料，表面原子的百分比相對于整個材料中的原子數而言是微不足道的。 該分支學科主要研究金屬或半導體材料的人造結構，這些結構是通過用于生產微電子電路的技術制造的。

介觀物理學沒有嚴格的定義，但研究的系統通常在 100 nm（典型病毒的大小）到 1 000 nm（典型細菌的大小）的范圍內：100 納米是一個近似的上限 納米粒子。 因此，細觀物理學與納米制造和納米技術領域有著密切的聯系。 納米技術中使用的設備是介觀系統的例子。 這種系統中的三類新電子現象是干涉效應、量子限制效應和充電效應。

量子限制效應根據能級、勢阱、價帶、導帶和電子能帶隙來描述電子。

體介質材料（大于 10 nm）中的電子可以用能帶或電子能級來描述。 電子存在于不同的能級或能帶。 在散裝材料中，這些能級被描述為連續的，因為能量差異可以忽略不計。 當電子穩定在不同的能級時，大多數電子在低于禁止能級的價帶中振動，稱為帶隙。 該區域是不存在電子態的能量范圍。 少量的能級高于禁帶，這就是導帶。

一旦粒子的直徑與電子波函數的波長大小相同，就可以觀察到量子限制效應。 當材料這么小時，它們的電子和光學性質與大塊材料的性質大不相同。隨著材料向納米級微型化，限制尺寸自然會減小。

這些特征不再按體積平均，因此是連續的，而是處于量子水平，因此是離散的。 換句話說，能譜變得離散，以量子測量，而不是像散裝材料那樣連續。 結果，帶隙自我肯定：能級之間存在小而有限的分離。 這種離散能級的情況稱為量子限制。

此外，量子限制效應由可能在兩種不同半導體材料之間的圖案化界面處形成的孤立電子島組成。 電子通常被限制在稱為量子點的圓盤狀區域。 如上所述，這些系統中電子的限制顯著改變了它們與電磁輻射的相互作用。

由于量子點的電子能級是離散的而不是連續的，因此向量子點添加或減去幾個原子會產生改變帶隙邊界的效果。 改變量子點表面的幾何形狀也會改變帶隙能量。