本文件界定了纳米科技中与量子现象相关的术语和定义。 本文件适用于纳米科技，其中许多术语也适用于某些更大尺度的体系。 本文件未涵盖纳米科技中全部量子概念和现象，但涵盖了学术界、工业界等许多利益方公认的重要现象。 本文件旨在促进在工业界的组织和个体以及对其感兴趣的人员之间的交流。 注1：传统物理学和量子物理学的一些术语见附录A。 注2：纳米科技术语与实际应用和产品的对照关系见附录B。

ICS 07.120
CCS A 42
中华人民共和国国家标准
GB/T 30544.12—2023/ISO/TS 80004-12:2016纳米科技
第 12部分：纳米科技中的量子现象Nanotechnologies—Vocabulary-Part 12 : Quantum phenomena in nanotechnology（IS0/TS80004-12:2016，IDT）2023-05-23发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-12-01实施
规范性引用文件
与通用量子概念相关的术语
与基础量子效应相关的术语
与尺度相关的量子效应术语
与结构组织相关的术语
与量子效应相关的术语
GB/T30544.12—2023/IS0/TS80004-12:2016次
附录A（资料性）传统物理学和量子物理学中的术语附录B（资料性）纳米科技术语与实际应用和产品之间的对照关系表参考文献
GB/T30544.12—2023/ISO/TS80004-12:2016前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则起草。
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/T30544《纳米科技
术语》的第12部分。GB/T30544已经发布了以下部分：第1部分：核心术语；
第3部分：碳纳米物体；
第4部分：纳米结构材料；
第5部分：纳米/生物界面；
第6部分：纳米物体表征；
第7部分：纳米医学诊断和治疗；-第8部分：纳米制造过程；
第12部分：纳米科技中的量子现象；第13部分：石墨烯及相关二维材料。术语第12部分：纳米科技中的量子现象》，本文件等同采用ISO/TS80004-12：2016《纳米科技文件类型由ISO的技术规范调整为我国的国家标准。本文件增加了“规范性引用文件”一章。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国科学院提出。
本文件由全国纳米技术标准化技术委员会（SAC/TC279)归口。本文件起草单位：国家纳米科学中心、中山大学、北京泊菲莱科技有限公司、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京市理化分析测试中心）、北京科技大学、中关村人居环境工程与材料研究院本文件主要起草人：朴玲钰、孙连峰、曾晖、常怀秋、顾春鹏、李琴梅、曹文斌、高峡、刘欢、刘文秀、黄新鸣。
GB/T30544.12—2023/IS0/TS80004-12:2016引言
纳米物体的独特性质及纳米化产生的量子效应是纳米技术的重要方面。随着材料的尺度减小到纳米范围，由于颗粒在一维、二维或三维空间中的尺寸限制，产生了量子效应（能量的量子化、角动量的量子化等）。这导致了新的尺寸形成依赖性质并推动了新功能的出现，这些性质和功能完全可以用量子力学描述。我国已经建立了纳米科技领域中术语相关的基础性国家标准体系，GB/T30544拟由13个部分构成。
一第1部分：核心术语。目的在于界定纳米科技领域的基础术语。一第2部分：纳米物体。目的在于界定纳米物体的术语。一第3部分：碳纳米物体。目的在于界定碳纳米物体的术语。一第4部分：纳米结构材料。目的在于界定纳米结构相关材料的术语。一第5部分：纳米/生物界面。目的在于界定纳米/生物界面的术语。第6部分：纳来物体表征。目的在于界定纳来物体表征的术语。一第7部分：纳米医学诊断和治疗。目的在于界定纳米医学诊断和治疗的术语。第8部分：纳米制造过程。目的在于界定纳米制造过程的术语。一第9部分：纳米电工产品。目的在于界定纳米电工产品的术语。第10部分：纳米光子器件。自的在于界定纳米光子器件的术语。第11部分：纳米层纳米涂层纳米薄膜及相关术语。目的在于界定纳米层、纳米涂层、纳米薄膜及相关的术语。
第12部分：纳米科技中的量子现象。目的在于界定纳米科技中量子现象的术语。一第13部分：石墨烯及相关二维材料。目的在于界定石墨烯及相关二维材料的术语本文件是GB/T30544的第12部分，术语“粒子”包括了经典和量子化两种观点。在经典意义上，粒子是物质的组成部分。从量子化角度看，粒子是服从量子力学规律的物体，包括电子、原子、分子和准粒子（激子、声子、等离激元、磁子等）等，它们是在强的相互作用粒子系统中的基本激发态或集体激发的量子。附录A给出了传统物理学和量子物理学中的部分术语虽然量子效应并不只发生在纳米尺度上，但纳米科技与量子效应的关联及结合，对纳米产品的识别和纳米科技的发展是非常重要的，本文件附录B给出了纳米科技术语与应用和产品之间的对照。量子效应术语的起源通常与发现者的名字有关。因此，关于术语优先发现的相关问题经常引起争议。此外，量子现象和效应在不同的国家可能有不同的名称。纳米科技是快速发展的领域，这些领域的进展与对量子效应、量子现象的理解密切相关。预计在本文件的后续修订中将增加更多与量子现象相关的术语。本文件体现了纳米科技的特点，为纳米科技产业和跨学科研究提供了共同语言，促进在工业界的组织和个体以及对其感兴趣的人员之间的交流，有助于纳米科技领域的合作和纳米产品全球贸易。N
1范围
GB/T30544.12—2023/ISO/TS80004-12:2016纳米科技术语
第12部分：纳米科技中的量子现象本文件界定了纳米科技中与量子现象相关的术语和定义本文件适用于纳米科技，其中许多术语也适用于某些更大尺度的体系。本文件未涵盖纳米科技中全部量子概念和现象，但涵盖了学术界、工业界等许多利益方公认的重要现象。
本文件旨在促进在工业界的组织和个体以及对其感兴趣的人员之间的交流。注1：传统物理学和量子物理学的一些术语见附录A。注2：纳米科技术语与实际应用和产品的对照关系见附录B2
规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3与通用量子概念相关的术语
德布罗意波长deBrogliewavelength与任何粒子波动性相关，且能反映粒子的波动性质，根据德布罗意公式计算的公式。注：德布罗意公式是入=h/p，其中入为波长，h为普朗克常量，p为粒子动量。3.2
量子化
quantization
微观体系物理量的不连续变化的现象。3.3
量子化的
quantized
具有离散的数值，且是某个基本量的倍数注：基本量通常被称为所研究物理量的单个量子。3.4
quantumcoherence
量子相干性
具有量子叠加（3.9)的系统中，其波函数相位的关联演化。注：量子退相干（quantumdecoherence)是量子相干性消失的现象。3.5
量子限域
成quantumconfinement
粒子被限制在一维、二维或三维空间中运动时，该物理系统的尺寸与粒子的德布罗意波长（3.1)处在相同数量级。
注1：主要特征长度导致量子限域，例如德布罗意波长、费米波长、平均自由程、玻尔半径（激子)或相干长度。注2：见参考文献[3]。
GB/T30544.12—2023/ISO/TS80004-12:20163.6
量子纠缠
quantumentanglement
量子力学现象，其中两个或多个粒子的量子态相互依赖。注1：多个纠缠粒子的量子态可以被描述为一个整体，而不是其中单个粒子的状态注2：见参考文献[4],[6]。
quantuminterference
量子干涉
物理系统波函数（量子态)的相干叠加。3.8
量子数
文quantumnumber
描述量子系统中物理量的、可能具有离散数值的某个特定数。注1：部分量子数能够描述粒子波函数的空间分布。注2：部分量子数只描述了粒子的内部状态。例如，自旋的大小和方向等注3：原子中电子的量子态通常是由4个量子数描述：主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数注4：见参考文献[4][6]～[8]。3.9
量子叠加
quantumsuperposition
波函数（3.14)的线性叠加（或线性组合）。注1：叠加原理指出，任何波函数的线性叠加(或线性组合)也可能是物理系统的一种波函数。注2：物理系统的状态在任何时候都由波函数定义（或描述）。3.10
量子隧穿
quantum tunelling
当粒子的总能量小于势垒高度时，粒子仍可以穿过势垒的现象。注1：量子隧穿是纯粹的量子现象，因为如果经典粒子的能量E小于势垒的高度V，粒子不会越过势垒。注2：根据量子力学不确定原理，能量低于势垒高度的粒子「原子、原子组分（电子、质子、中子）都有儿率通过势垒。
注3：见参考文献[2],[4].[5]。3.11
准粒子quasi-particle
具有强相互作用粒子系统的激发基元（一种集体振荡量子）。注1：准粒子可能包括激子、声子、等离激元、磁子和极化激元等。注2：见参考文献[2]～[4],[6]。3.12
量子比特
Fqubitquantumbit
双态量子系统中能够处于一个状态或两者叠加态的量子信息学(7.8)的基本单位注：见参考文献[2]～［4]，[6].[9]。3.13
surfaceplasmon
表面等离激元
与金属表面电子集体振荡的量子化（3.2)相对应的准粒子（3.11)。3.14
文wavefunction;wavefunction
波函数
能完全描述量子系统状态，包含系统可测物理量的所有信息的数字函数。注1：波函数也被称为态矢量，含有概率的大小，不能直接测量。注2：量子系统状态也被称为量子态。2
4与基础量子效应相关的术语免费标准bzxz.net
阿哈罗诺夫-玻姆效应
Aharonov-Bohmeffect
AB效应
GB/T30544.12—2023/IS0/TS80004-12:2016处于电场和磁场均为零的空间中的粒子所受到电磁势影响的效应。4.2
弹道输运ballistictransport
物理系统的特征长度小于粒子的平均自由程（动量弛豫长度)时，粒子运动不受散射的现象。4.3
卡西米尔效应
Casimireffect
由于量子真空波动引起的不带电导体在真空中相互吸引的效应。注1：从宏观的角度来看，卡西米尔效应是忽略不计的。然而，对于纳米尺度的物体，卡西米尔效应变得非常明显，在设计纳米机电系统(NEMS)时需要考虑。注2：卡西米尔排斥力也存在，它取决于物体的性质、几何形状以及实验条件。注3：见参考文献[4]，[6]。
coherenttransport
相干输运
物理系统的特征尺寸小于粒子相位相干长度时，粒子具有确定相位的运动范围。4.5
库仑阻塞
Coulombblockade
因泡利不相容（Pauliexclusion）和电子之间的库仑排斥力，阻碍电子隧穿进入隧道结中量子点（5.1）的现象。
注1：库仑阻塞是电荷量子化的直接结果。这种效应在单电子晶体管(SET)中用来控制电子传输。注2：库仑阻塞的典型实验配置是一个双隧道结，中间一个小的导电岛[即量子点（5.1)]通过两个隧穿结耦合到金属电极。
纳米磁性
nanomagnetism
具有纳米尺度组元的纳米结构材料或器件的磁性4.7
纳米尺度现象
nanoscalephenomenon
由纳米物体或纳米尺度范围而产生的效应注：见参考文献[4],[5]。
［来源：GB/T30544.1—2014,2.13］4.8
量子效应
量子现象
quantumeffect
quantum phenomenon
在物理体系中，由于粒子的自身量子性质、相互作用，以及准粒子（3.11)的次级效应所导致，但在经典极限（从量子力学过渡到经典力学）下不存在的物理效应。注1：不是所有的量子效应都基于纳米尺度上，注2：不是所有的纳米尺度现象（4.7)都是由量子效应引起的。3
GB/T30544.12—2023/ISO/TS80004-12:20164.9
量子霍尔效应
quantum Hall effect
当霍尔电导的离散值（量子霍尔电导)是电导量子数倍数时的量子力学形式。注：当这个倍数是整数时，称之为“整数量子霍尔效应”；当倍数是分数时，称之为“分数量子霍尔效应”。4.10
量子尺寸效应
quantumsize-effect
物理系统的尺度减小导致量子限域（3.5）时呈现的效应。4.11
surfaceplasmonresonance
表面等离激元共振
外加电磁场对表面等离激元（3.13)所产生的共振激发。5
与尺度相关的量子效应术语
quantumdot
量子点
在三维空间每个方向上都呈现量子限域（3.5)的纳米粒子或区域。注：见参考文献[2]～［4]，[6],[9]。5.2
+quantumwell
量子阱
仅在一个维度上对粒子存在量子限域（3.5)的势阱。注：该术语的使用有时不仅限于一个维度上。5.3
量子线
quantum wire
量子弦
quantumstring
导电的准一维物理系统，粒子能够在一个方向自由移动，在另外两个方向受到量子限域（3.5）。6与结构组织相关的术语
光子晶体
photonic crystal
具有光子带隙（6.2)结构，折射率沿空间方向会发生周期性变化的材料。注：见参考文献[2]～［4],[9]。6.2
photonicbandgap
光子带隙
任何偏振光在所有方向都不能传播的某个特定波长范围。6.3
量子异质结
quantumheterostructure
由两种或多种不同材料构成的结构，其过渡层（功能层)可能导致量子限域（3.5）。注1：量子点（5.1）、量子线（5.3）、量子阱（5.2)和超晶格（6.4）都是量子异质结的特殊情况。注2：通常使用物理和化学沉积技术制备量子异质结。4
超晶格
superlattice
GB/T30544.12—2023/IS0/TS80004-12:2016除了具有晶体周期性的势能，还具有周期比晶格常数更长的额外的势能固态结构。注1：通常超晶格由不同材料以相近的厚度交替组成，其周期大于单一材料层的晶格常数注2：见参考文献[4],[6]。
巨磁阻效应giantmagnetoresistance；GMR材料电阻在磁场中发生巨大变化的量子效应（4.8）。注1：通常巨磁阻效应(GMR)发生在由铁磁层和非磁性导电层交替叠加组成的薄膜中。注2：庞磁阻效应(CMR)是用来从异质结构中众所周知的巨磁阻效应（GMR)中区分非异质结构中的巨磁阻的术语。在某些情况下，CMR的幅度比GMR大得多（大几个数量级）。注3：见参考文献[3].[4],[6]。quantumstructuraleffect
量子结构效应
由材料的内部结构或表面结构引起的量子效应（4.8）。7与量子效应相关的术语
分子电子学
molecularelectronics
利用分子作为组元，进行电子器件的设计、制造的科学与技术学科。注：部分分子需要功能化才能作为活性成分。7.2
纳米电子学
nanoelectronics
运用纳米尺度的组元，研发与制备具有功能电子器件的科学与技术学科。7.3
nanophotonics
纳米光子学
研究光子与纳米材料的相互作用，旨在设计光学或光电组件的光子学的分支学科。7.4
等离激元学plasmonics
对表面等离激元（3.13)进行研究、表征、控制和使用的科学与技术学科。7.5
量子计算
quantumcomputing
利用量子现象（4.8）进行计算。7.6
量子密码学quantumcrytographyquantumkeydistribution
量子密钥分发
利用量子现象（4.8)进行加密。7.7
量子电子学
quantumelectronics
以非平衡量子系统中的量子跃迁为基础，研究电磁辐射放大和产生方法的科学与技术学科。5
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