介观体系是介于宏观体系与微观体系之间的一种体系。实际上介观体系在尺寸上已经是宏观的, 具有宏观体系的特点; 但是由于其中电子运动的相干性, 会出现一系列新的与量子力学相位相联系的干涉现象, 这又与微观体系相似。

概述

介于微观体系与宏观体系之间的体系成为介观体系(mesoscopic system)。

介观体系中物质粒子大小约在之间。纳米粒子、胶团、微乳液、囊泡等都属于介观体系。

介观体系中大的粒子可用光学显微镜观测，小的粒子需用电子显微镜观测。

特点

现在对宏观体系和微观体系都已经有了较多的研究, 理论上也各有比较成熟的处理方法; 但是对于介观体系却了解较少, 处理方法更是不够完善, 还需要加强理论和实验两方面的研究。介观体系具有以下一些特点：

a）介观体系丧失了自平均性。所谓自平均性就是指物理量相对涨落的大小随着体系尺度的增大而趋于0的性质。介观体系呈现明显的波动性, 波长不同的电子波之间具有相位相干性, 导致能量发生较大变化, 即存在有较大的相关能（L是样品长度, 是电子的Fermi速度）；这时体系中各个区域之间由于能量扩展很小, 相关性大, 则就导致介观体系失去了自平均性, 或者说自平均性不充分。据此可估算出介观体系的最大尺寸为  。而宏观体系的尺寸比波函数的相干长度大, 则不呈现波动性, 各个子单元 (大小与相干长度相当) 之间将产生平均化, 因此可以说, 宏观体系是充分平均化的体系。温度较高时，电子能量的扩展将增大, 使相关性降低。因此, 大尺寸和高温度是导致产生平均化的因素。

b）介观体系可划分为扩散的和弹道的两个区域。在介观体系中，按照载流子输运过程中遭受散射的特点可以分为如下两个区域：扩散区 : 相干长度 \u003e 样品尺寸 \u003e 平均自由程，这时存在有弹性散射, 而无非弹性散射, 电子波相位有一定的变化, 但是不大, 则电子波仍能很好干涉；弹道区 : 样品尺寸 \u003c 平均自由程 \u003c 相干长度，这时无任何散射, 电子波与光波相似, 能完全产生干涉; 但表面散射较重要 (即所谓样品尺寸效应)。对于弹道区，按照体系与Fermi (电子) 波长的相对大小, 又可区分为处理方法不同的两种范围：样品尺寸波长时, 电子的运动可近似为经典轨道运动；样品尺寸波长时, 电子的运动必须按波动概念、用方程来处理。

介观体系将呈现出许多特殊的现象，如所谓AB效应。

介观物理

20世纪80年代初中期开始兴起的介观物理是凝聚态物理中人们十分关注的研究领域，“介观”一词大家已听得很多了。一段时间以来，常读到介观尺度是由电子非弹性散射平均自由程决定的说法，觉得不太确切。想到这一说法可能和我早先发表在《物理》杂志的文章，以及我们主编的《介观物理》一书第一版的前言有关，特写此短文说明。这里的说明也许仍有不妥之处，请读者指正. 1 介观尺度 介观体系的大小是由介观尺度来刻划的。介观尺度是载流子保持相位记忆的长度，一般记为Lφ，称为退相位长度。相位记忆的丢失源于载流子的非弹性散射，因此Lφ必定是与非弹性散射有关的尺寸。电子和声子的散射，电子吸收或放出一个声子，能量发生改变，是电子最常碰到的非弹性散射。如果把介观尺度理解为非弹性散射的平均自由程，又把后者理解为，其中vF是电子的恩里科·费米速度，τφ是非弹性散射(例如电子和声子散射)的弛豫时间，那么当温度下降，体系中声子数越来越少，τφ越来越长时，介观尺度就变得很大了。对于普通金属，如果τφ取为，因为，介观尺度可以达到0.1cm左右，显然这个尺寸过大了. 实际上，在液体氦的温度下，如果普通金属的剩余电阻率，则弹性散射的弛豫时间，电子在两次非弹性散射之间会经受上万次弹性散射，走无规行走的路径，以扩散的方式运动，Lφ是相继两次非弹性散射间电子扩散运动的距离。由于扩散系数，其中l为弹性散射的平均自由程，在τφ时间内的扩散距离为，约，远小于上述的“平均自由程”长度。这一简单的对扩散距离的估算，给出了介观体系大小正确的数量级.

参考资料

万方数据.d.wanfangdata.com.cn.2010-09-26