تقع الفيزياء النانوية في منتصف الطريق بين مقاييس الحجم لميكانيكا الكم والفيزياء العيانية التي تحكمها قوانين نيوتن وآينشتاين التعريف الصحيح للفيزياء النانوية هو فيزياء الهياكل والمصنوعات اليدوية ذات الأبعاد في نطاق النانومتر أو الظواهر التي تحدث في نانو ثانية. أصبحت الطرق الفيزيائية الحديثة التي تم تطوير أساسياتها في مختبرات الفيزياء ذات أهمية حاسمة في علم النانو تجمع الفيزياء النانوية بين العديد من التخصصات، باستخدام الأساليب النظرية والتجريبية لتحديد الخصائص الفيزيائية للمواد في نطاق الحجم النانوي. تشمل الخصائص المثيرة للاهتمام السلوك الهيكلي والإلكتروني والبصري والحراري للمواد النانوية؛ الموصلية الكهربائية والحرارية القوى بين الأجسام النانوية. والانتقال بين السلوك الكلاسيكي والكمي. أصبحت الفيزياء النانوية الآن فرعًا مستقلاً للفيزياء، وتوسعت في الوقت نفسه في العديد من المجالات الجديدة وتلعب دورًا حيويًا في المجالات التي كانت ذات يوم مجالا للهندسة أو الكيمياء أو علوم الحياة. يتعلق علم النانو وتكنولوجيا النانو بربط الظواهر واستغلالها للمواد التي لها أبعاد واحدة أو ثنائية أو ثلاثة أبعاد مخفضة إلى المقياس النانوي. اختراقات في تكنولوجيا النانو تتطلب أساسًا راسخا في مبادئ الفيزياء النانوية. تهدف إلى تحقيق هدف حاسم تهدف الفيزياء النانوية إلى ربط العلماء ذوي الاهتمامات المتباينة لبدء مشاريع متعددة التخصصات ودمج نظرية ومنهجية المجالات الأخرى في عملهم. قد يكون تطورهم مرتبطا بثلاثة أحداث مثيرة حدثت في فترة قصيرة من أوائل إلى منتصف الثمانينيات مع منح جوائز نوبل لكل منهم كانت هذه (1) اكتشاف تأثير هول الكمي في غاز إلكترون ثنائي الأبعاد (2) اختراع الفحص المجهري للمسح النفقي (STM)؛ و (3) اكتشاف الفوليرين كشكل جديد من الكربون أدى الاثنان الأخيران في غضون بضع سنوات إلى اختراع رائع لمجهر القوة الذرية (AFM) ، وفي أوائل التسعينيات الاكتشاف الاستثنائي للأنابيب النانوية الكربونية (CNT) ، والتي سرعان ما وفرت منصة الإطلاق لتقنية النانو الحالية برزت STM و AFM كأقوى الأدوات لفحص ومراقبة ومعالجة المادة على المقاييس الذرية والجزيئية وتشكل هذه الوظائف الدعامة الأساسية لتقنيتي النانو تعد تطبيقات الفيزياء النانوية عندما تصبح الأشياء صغيرة أو باردة (أو كليهما!) ، تبدأ التأثيرات الكمية في الظهور. تطور الفيزياء النانوية العديد من الأجهزة والأدوات للكشف عنها وتحديدها كميًا. يتم إنشاء المواد الجديدة والهياكل والأجهزة من خلال مجموعة متنوعة من تقنيات التصنيع، بما في ذلك الطباعة الحجرية للأشعة الإلكترونية وطحن الحزمة الأيونية المركزة والمعالجة بالنانو والتجميع الذاتي. ثم يتم اختبارهم في درجات حرارة تتراوح من المحيط إلى بضع عشرات من الملي كلفن باستخدام مختلف المجسات والمجاهر وأجهزة التبريد يتطلب التحقيق في شكل ووظيفة البنية والأجهزة النانوية تطوير كواشف فائقة الحساسية ومصادر (للكميات) والمجاهر ويلهمها (فيزياء الكم، والسبينترونيك ، والضوئيات المخصصة للتجميع الاصطناعي وتصنيع الهياكل النانوية وكذلك للبحث عن تأثيرات حجمها الخارجي  يتم تمثيل الأجهزة الأصغر حجما من خلال دراسة الهياكل النانوية على مستوى ذرة واحدة أو جزيء ، والذي يعتمد على الإعدادات المطورة ذاتيًا لمختبر الإلكترونيات الجزيئية. يتم تمثيل مقياس الطول الأكبر إلى حد ما بواسطة الهياكل النانوية الكربونية المدروسة على نطاق واسع (الفوليرين، الأنابيب النانوية، الجرافين). ينصب تركيزنا الخاص على تعديل خصائص الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار عن طريق إدخال أنواع مختلفة من الجزيئات القائمة على الفوليرين في الأنابيب النانوية. يوضح الشكل الموجود أسفل على ترتيب الفوليرينات التي تأخذ شكل كرة القدم داخل الأنابيب النانوية الكربونية.

الشكل (4.1) يوضح ترتيب الفوليرينات التي تأخذ شكل كرة القدم داخل الأنابيب النانوية الكربونية.

يوجد أدناه صورة بالمجهر الإلكتروني بتكبير يبلغ 5 ملايين.

الشكل (5.1) يوضح بالمجهر الالكتروني بتكبير يبلغ 5 ملايين للفوليرينات