纳米电子学（nanoelectronics），工学-材料科学与工程-纳米材料，在纳米尺度（1～100纳米）下研究物质的电子或离子的运动规律，构筑纳米电子和量子器件，实现信号处理的学科。纳米电子学是一个交叉学科，是在现代物理学与先进工程技术相结合的基础上产生的和基础研究与应用探索紧密联系的新型学科。纳米电子学的主要内容包括根据新的效应设计制作新一代量子器件和发展全新的集成电路制作方法。其代表了微电子学的发展趋势，并将成为下一代电子科学与技术的基础，将促使微电子、光电子学和生物学等相关学科的联系，推动科技和社会不断发展进步。纳米电子器件是微电子发展小型化的必然结果，与第一代真空电子器件和第二代微电子器件相比，具有单电子行为和显著的量子效应两个主要特征及单电子行为、相位相干、量子电阻、量子字节、普适电导涨落五个基本特征。其中，单电子行为是由于纳米尺寸晶粒能级分裂增大，当信号载流子的能量时，通过纳米隧穿隙可以检测到单电子传输的现象。相位相干是指当电子平均自由程与元件尺寸可相比拟时，在信号加工过程中会保留相位信息，电子波在界面、杂质、缺陷处或不同电子间相互作用，将发生相干现象。