Para el estudioteórico de la materia condensada, se introduce un modelo basado en un arreglo tridimensional periódico e infinito de átomos, al cual denominamos estructura cristalina. Cada átomo a su vez estáconstituido por un núcleo y unos electrones que orbitan en niveles de energía. La teoría cuántica aplica a estos sistemaspermite interpretar y comprender sus propiedades eléctricas, ópticas, magnéticas y térmicas, para proporcionar fundamentos importantes en el desarrollo de nuevos y mejores materiales, cuya aplicación en instrumentación, abarca una amplia gama de tópicos tales como sensoria, semiconductores de alta temperatura,optoelectrónica, entre otros.