電子在晶格內的傳輸行為一直是凝態物理中很重要的課題，最早開始討論微 觀電子的運動情形對於導電特性的影響，是想像導電電子在系統中被視為像氣體 分子般的粒子，這些電子即處在一個靜電位勢到處都一樣的空間中運動(假想系 統為完美的晶格構成)，稱為自由電子氣模型(free electron gas model)。然而 在這樣的系統中，在低溫時，電子沒有釋放動量的機制，也就是電阻率為零。但 自然界的固體晶格大都不完美，結構的缺陷、不純的雜質使週期性的晶格被破壞 也就是所謂無序(disorder)的系統，造成電子在傳輸過程中因為這些缺陷造成動 量的改變。所以在低溫時，雖然電子和晶格的作用對電阻的貢獻趨近於零，但電 阻不為零而是趨近於一個殘餘電阻率就是因為電子和這些雜質與缺陷散射的影 響。
而實驗發現在無序程度夠大的系統中，在低溫時電阻率並不會趨近於一個值 而是有隨溫度下降而上升的趨勢，這時候物理學家使用了兩種理論來修正：「弱 局域效應」與「因無序而增強的電子-電子交互作用」。這邊我們用一個簡單的 圖1-1來表示這些現象。
圖1-1 完美晶格與無序晶格在低溫下電阻率的變化 (a)完美晶格在低溫下電阻率為零
(b)無序晶格在低溫時電阻率會趨近一個定值 (c)殘餘電阻率
(d)無序系統下對電阻率的修正
如果要以波茲曼理論推導電阻率在低溫下的行為，可以先從最簡單的電子在
m
但在上述物理情況中，我們未考慮到電子波動性與晶格缺陷所造成的影響，
且在低溫時隨著維度皆有不同的量子修正。當系統不再為完美的單晶，即系統中 存在缺陷、參雜其他元素，而導致系統的無序程度增加時，電子於低溫下的傳輸 行為，就不再如同波茲曼傳輸理論所預測，如圖1-3 所示。此時就需要借助量子 力學，考慮電子的波動性來修正。
圖1-3 其他量子理論對低溫電阻的修正電阻於低溫部份開始往上升，而非波茲曼 理論所預測的殘餘電阻率。各種尺寸的無序導線和無序塊材的溫度-電阻 圖。數據以12K的值做歸一化(Giordano et al., 19791 ) 。
本篇論文主要結構如下 第一章、緒論
簡介電子波動性與粒子性，並說明波茲曼理論所遇到的問題。
第二章、基本理論
介紹弱局域效應與電子-電子交互作用，探討各種破壞相位機制的情 況，並說明如何藉由磁電阻的分析，得到相位破壞時間。
第三章、實驗方法與原理
如何製作成功的樣品，以及介紹在低溫量測的方法。
第四章、實驗結果與分析
以第二章的理論當知識背景，對實驗結果加以分析與討論。
第五章、結論
總結我們這份論文結果，遇到的問題和尚待釐清的部分。