低维半导体，载流子（电子或空穴）运动维数低于三维的半导体。载流子运动状态，在空间的一个方向上受到限制，只能在另外两个方向上运动时，称作二维材料；在两个方向上受到限制时，称作一维材料；如果在空间的三个方向均受到限制，这时载流子的运动状态就如同几何学中的零维点一样，称作零维材料。这里所谓载流子的运动在某一方向上受到限制（约束），是指材料在这个方向上的特征尺度，与载流子的德布罗意波长相当。这时，载流子沿该空间方向是不能自由运动的，它的能量只可以是某些分立（不连续）的量值，即载流子的电子态呈量子化分布。这种效应称为量子尺寸效应。此外，低维材料还具有其他一些因载流子运动维数减少所引起的量子效应。例如，当载流子的能量低于限制它的势垒能量时，按照量子力学理论，该载流子仍具有一定的概率穿透这个势垒，称为量子隧穿效应。量子隧穿的概率，不仅与势垒的高度和宽度有关，而且与载流子的有效质量有关。当低维材料（包括电极）的电容足够小时，如在零维的量子点的情况下，会出现另一种量子现象：这时，若有一个电子进入量子点晶体中，能使系统增加的静电能远大于电子的热运动能量。