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宏观量子隧道效应的特征
上述的量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及量子隧道效应都是纳米微粒与纳米固体的基本特性。
除此之外，纳米材料还有在此基础上的介电限域效应、表面缺陷、量子隧穿等。
这些特性使纳米微粒和纳米固体表现出许多奇异的物理、化学性质，出现一些“反常现象”。
例如金属为导体，在低温时纳米金属微粒由于量子尺寸效应会呈现电绝缘性；一般PbTiO3，BaTiO3和SrTiO3等是典型铁电体，但当其尺寸进入纳米数量级就会变成顺电体；铁磁性的物质进入纳米尺度（～5nm）时，由多畴变成单畴，于是显示极强顺磁效应；当粒径为十几纳米的氮化硅微粒组成了纳米陶瓷时，已不具有典型共价键特征，界面键结构出现部分极性，在交流电下电阻很小；化学惰性极高的金属铂制成纳米粒子（铂黑）后，却成为活性极好的催化剂；金属由于光反射现象呈现出各种美丽的颜色，而金属的纳米粒子光反射能力显著降低，通常可低于1%，由于小尺寸和表面效应使纳米粒子对光吸收表现极强能力；由纳米粒子组成的纳米固体在较宽谱范围显示出对光的均匀吸收性，纳米复合多层膜在7～17GHz频率的吸收峰高达14dB，在10dB水平的吸收频宽为2GHz；颗粒为6nm的纳米Fe晶体的断裂强度较之多晶Fe提高12倍；纳米Cu晶体自扩散是传统晶体的1016至1019倍，是晶界扩散的103倍；纳米金属Cu的比热是传统纯Cu的两倍；纳米固体Pd热膨胀提高一倍；纳米Ag晶体作为稀释致冷机的热交换器效率较传统材料高30%；纳米磁性金属的磁化率是普通金属的20倍，而饱和磁矩是普通金属的1/2。
宏观量子隧道效应如何影响微电子器件的微型化？
在微观世界里，元素的原子展现出独特的特性，如钠原子的黄色光谱线，这与量子力学的能级理论相吻合。
当无数原子组成固体，原子的能级会合并成能带，对于大块材料，能带表现为连续的能量状态。
然而，对于超微颗粒，这连续的能带会分裂为离散的能级，且颗粒尺寸越小，能级间距越大。
当热能、电场或磁场能量小于这些间距时，就会出现与宏观世界不同的量子尺寸效应，如金属微粒可能转变为绝缘体，磁矩与电子数奇偶性相关，比热也会出现异常，光谱线向短波长移动。
电子的双重性——粒子性和波动性，导致了量子隧道效应。
令人惊奇的是，宏观物理量如微颗粒的磁化强度和量子器件中的磁通量，也显示出量子隧道效应，被称为宏观量子隧道效应。
这种效应对于未来的微电子、光电子器件具有重要影响，可能决定了现有器件微型化的极限。
例如，当半导体集成电路的电路尺寸接近电子波长时，电子会通过隧道效应逸出，导致器件失效。
传统电路的极限尺寸大约是0.25微米，而量子共振隧道晶体管正是利用这些量子效应来实现新一代的器件设计。
纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。
这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
宏观量子隧道效应的波动性
电子具有粒子性又具有波动性，因此存在隧道效应。
近年来，人们发现一些宏观物理量，如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观的量子隧道效应。
量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础，或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限，当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。
例如，在制造半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子波长时，电子就通过隧道效应而溢出器件，使器件无法正常工作，经典电路的极限尺寸大概在0．25微米。
目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。
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