中文摘要：

半导体量子点(也称为"人造原子")是一种新型的半导体低维结构。当两个量子点互相接近时,将产生耦合效应，形成"人造分子"。这种量子点分子不仅可以用来研究许多基本物理性质，而且还可用于量子信息的存储，因此对它的研究，无论是在物理基础研究方面还是在实际应用上都具有非常重要的意义。本项目将采用分子束外延技术，利用自组织方法制备锗硅量子点分子。研究控制量子点的尺寸、间距的方法与途径,选择合适的工艺以制备出双能级系统的锗硅量子点分子。用导纳谱研究锗硅量子点分子的偶合效应，研究其随量子点的尺寸与间距的变化关系，以及量子点的组份与应变对其的影响。研究量子点分子的偶合效应随外加磁场、电场及温度的变化关系。用深能级瞬态谱研究二个量子点之间的隧穿效应，研究载流子从一个量子点隧穿进另一个量子点所需时间及其随量子点间距的变化关系。预期通过本项目的研究，将揭示锗硅量子点分子的基本特性，并为它的实际应用提供理论指导。

结论摘要：

双层量子点之间的耦合效应强烈的依赖于间隔层的厚度，当两层量子点的间隔层很小时，载流子的波函数相互重叠产生较强的耦合作用，载流子在两层量子点之间能够自由移动，此时两层量子点可以看成耦合为一体，与此相关的限制效应及库仑荷电效应将会有所下降。当两层量子点之间的间隔层厚度增加时，它们的波函数之间相互作用的耦合效应也会逐渐减弱，但是量子点中的载流子还是有一定的几率可以从一层量子点隧穿至另一层量子点中。随着耦合效应的减弱，量子点中载流子的量子限制效应和库仑荷电效应将会有所增强。如果间隔层足够厚，导致它们的波函数之间相互作用的耦合效应非常微弱，此时两层量子点之间的耦合效应和隧穿效应都可以忽略不计，每层量子点的量子限制效应和库仑荷电效应都是单独起作用。我们通过用导纳谱、深能级瞬态谱等方法对间隔层厚度分别为4.5nm,6nm,7.5nm的三块样品锗硅双层量子点进行研究，当间隔层厚度为4.5nm时，两层量子点强烈耦合成为一体；当间隔层厚度为6.0nm时，耦合效应减弱，但在一个量子点中的载流子仍可通过量子隧穿过程从一个量子点转移至另一个量子点。当间隔层厚度增大为7.5nm时，耦合效应几乎可以忽略。