elektronijärjestelmiä

Elektronijärjestelmä on järjestelmä, jonka toiminta perustuu elektronien ominaisuuksiin ja vuorovaikutuksiin. Termillä viitataan sekä fysikaalisiin elektronijärjestelmiin—kuten atomien, molekyylien ja kiinteiden aineiden elektronirakenteisiin—että teknisiin järjestelmiin, joissa elektroniset komponentit käsittelevät tietoa ja energiaa.

Fyysisessä kontekstissa elektronijärjestelmät kuvaavat elektronien tiloja ja vuorovaikutuksia atomeissa, molekyyleissä sekä kiinteissä aineissa. Tärkeimpiä teorioita ovat kvanttimekaniikka ja banditeoria, jotka selittävät energiatiloja ja sähkönjohtavuutta. Vapaa elektronigasi on yksi yksinkertainen malli, jolla voidaan tarkastella kollektiivista käyttäytymistä. Pauli-periaate ja elektronien väliset vuorovaikutukset vaikuttavat tilojen jakautumiseen sekä ominaisuuksiin, kuten magnetismiin.

Teknisessä mielessä elektronijärjestelmät tarkoittavat laitteistokokonaisuuksia, joissa transistorit, diodit, muistipiirit ja muut komponentit muodostavat toimivan järjestelmän. Näitä käytetään muun muassa tietokoneissa, viestintätekniikassa sekä mittaus- ja ohjausjärjestelmissä. Puolijohteiden ominaisuudet sekä piirien suunnittelu ja valmistus mahdollistavat pienemmän, nopeamman ja energiatehokkaamman elektronisen teknologian.

Tutkimus ja kehitys painottuvat sekä perustieteeseen että sovelluksiin: elektronien käyttäytymisen ymmärtäminen kvanttisella tasolla sekä uusien materiaalien ja kvanttipiirien kehittäminen voivat muuttaa teknologian suunnan.

---