金刚石与石墨的差异与碳原子连接方式有关-同种元素可以因晶体结构不同而性质迥异-晶界连接取向不同的相邻晶粒区域

超导转变通常要求温度低于材料的临界温度。临界磁场和临界电流也会限制超导状态。库珀对是一种由相互作用关联形成的配对态。超流体可以呈现异常低黏性和量子涡旋现象。量子霍尔效应表现为霍尔电导的精确量子化。二维电子系统在强磁场中可出现特殊量子态。拓扑绝缘体可能具有导电表面与绝缘体相。拓扑性质关注某些连续变化下不改变的特征。

石墨烯由单层碳原子构成蜂窝状平面结构。二维材料的性质受到厚度和层间作用影响。纳米材料的表面效应常比宏观材料更加显著。量子点的能级结构会随尺寸改变而变化。材料硬度与韧性是不能相互替代的性质。脆性材料可能很硬却容易发生裂纹扩展。弹性形变在外力撤去后通常能够恢复。塑性形变会留下不能立即恢复的永久形状变化。

空位是晶格位置缺少正常粒子的一类缺陷。位错属于影响晶体塑性变形的线缺陷。晶界连接取向不同的相邻晶粒区域。声子是晶格集体振动的量子化描述。声子并不是晶体内部独立存在的普通小球。电子能带源于晶体中大量原子态的相互作用。价带与导带之间可能存在不允许电子占据的带隙。金属具有较易参与导电的电子态结构。