低维系统是指在空间维度上显著缩减的物理系统，主要指二维（2D）和一维（1D）材料，其特性与三维（3D）系统存在显著差异。以下是具体解析：

维度定义

低维系统特指尺寸在纳米级别的二维（如平面、薄膜）或一维（如线、管）结构，零维（点）结构在某些研究中也被纳入低维范畴。

结构特征

- 二维材料：

如半导体量子阱、石墨烯等，具有平面结构，厚度在纳米量级。 - 一维材料：如碳纳米管、纳米线，呈线性排列，直径或长度在纳米尺度。 - 零维材料：如量子点，由少量原子或分子组成，尺寸接近原子或分子级别。

与三维系统的差异

低维系统因空间约束显著，电子输运呈现量子干涉效应，物理对称性发生变化，例如表面能、磁性质等与三维材料不同。

应用领域

低维系统在纳米器件（如传感器、电子器件的基础元件）和量子计算中具有重要应用价值。