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分子电子学探索利用单个分子或纳米级分子集合作为基本电子元件。该方法旨在构建微型化极限的电路，远远超越传统的硅基技术。关键元件包括分子线、开关和整流器，它们利用电子隧穿分子轨道等量子力学特性来实现功能。

锂离子电池通过插层机制发挥作用，即离子可逆地插入层状主材料中。在放电过程中，锂离子（[latex]Li^+[/latex]）从负极（阳极）（通常是石墨）脱闰，并通过非水电解质闰入正极（阴极）（通常是金属氧化物）。电子穿过外部电路，产生电流。

单电子晶体管 (SET) 是一种利用受控电子隧穿效应来操控单个电子流动的开关器件。它由一个量子点（“岛”）组成，该量子点通过隧道结耦合到源极和漏极引线，并通过电容耦合到栅极。其工作原理依赖于库仑阻塞效应，从而实现极高的灵敏度和低功耗。

碳纳米管 (CNT) 是由单层碳原子（石墨烯）卷曲而成的圆柱形分子。它们可以是单壁 (SWCNT) 或多壁 (MWCNT)。它们拥有非凡的性质，包括优异的抗拉强度（约 100 GPa）、高电导率和高热导率。它们的电子行为（金属性或半导体性）取决于其手性，即石墨烯晶格卷曲的角度。

广义相对论预测，加速的质量会在时空结构中产生涟漪，称为引力波。这些波以光速向外传播，以引力辐射的形式携带能量。它们是由诸如黑洞或中子星合并之类的宇宙灾难性事件产生的，这些事件在经过时会导致时空拉伸和挤压。

自上而下的合成是指从较大的块体材料开始，将其分解或图案化至纳米尺度，从而创建纳米材料。关键技术包括球磨等机械方法和光刻方法，例如光刻、电子束光刻和纳米压印光刻。这些方法通常用于创建结构化表面和集成电路，但可能会受到表面缺陷的影响。

失效物理学（PoF）是一种可靠性工程方法，它利用材料科学和物理学知识来理解失效的根本原因机制并建立模型。它不单纯依赖过去故障的统计数据，而是通过分析导致退化和故障的物理过程（如疲劳、腐蚀、蠕变）来预测故障。

量子尺寸效应描述的是当材料的尺寸接近纳米级时，其电子和光学特性发生变化的现象。当材料的尺寸与电子的德布罗格利波长相当时，就会产生量子约束。这将量子化电子能级，从而产生与尺寸相关的带隙，[latex]E_g(R) \approx E_{g,\b\u\lk} + \frac\{hb}.+ （\frac{1}{m_e^*} + \frac{1}{m_h^*}）[/latex]。

分子自组装是一个“自下而上”的过程，分子无需外界引导即可自发地组装成有序结构。这种现象由氢键、疏水作用和范德华力等非共价相互作用驱动，是生物学的基础（例如蛋白质折叠、脂质双层形成）。在生物材料领域，它被用于制造复杂的纳米结构材料，例如用于生物医学应用的水凝胶和纳米纤维。

ISO 5725 标准将准确度定义为真实度和精确度的结合。真实度是指大量测量结果的平均值与公认参考值的接近程度，量化系统误差或偏差。精确度是一组结果之间的接近程度，量化随机误差。因此，准确度既需要高真实度，也需要高精确度。