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半导体量子点是一种三维尺寸都趋于载流子(电子或空穴)的德布罗意波长的半导体纳米结构。这种结构可以有效的限制载流子的空间分布和运动，从而具有不同于体材料的量子物理特性，如分立的能级，类似于δ函数的态密度等，因而又称半导体量子点为“人工原子”。量子点不仅具有独特的物理性质，而且在实际应用方面也有其独特的优势，在光电器件方面，包括激光器、探测器、放大器、调制器等；在量子信息方面，包括单光子发射源、纠缠光子对、线性量子计算等。为此，我们开展了InAs单量子点电荷激子发光过程和电场调谐量子点发光光谱的研究。
InAs量子点是通过分子束外延由Stranski-Krastanow(SK)模式自组织生长的，直径约为20 nm，高约为2 nm，密度为108 cm-2。而我们实验室已搭建的共聚焦显微测量系统的空间分辨率为1μm2，因此可以借助该测量系统研究单个量子点的发光光谱及光子的统计特性。可以进行显微稳态和瞬态光谱测试，荧光强度自相关和交叉相关Hanbury-Brown Twiss(HBT)测试。系统的时间分辨率为400ps，光谱分辨率为90μeV。
研究单InAs量子点带正电荷单激子和带正电荷双激子的光学跃迁及相应的精细结构。通过HBT及发光动力学测量，我们指认正电荷双激子XX2+的级联光学跃迁过程，即XX2+发射一个光子后，变成中间态X2+*，经由声子散射过程X2+*态弛豫到X2+态，或者经由俄歇过程弛豫到X+态。引入末态双能级的杂化，解释了XX2+光学跃迁光谱的椭圆偏振特性。根据光学跃迁的选择定则，指认X2+光学跃迁伴有不同的偏振，一是劈裂为45μeV的线偏光，另外是两重简并的圆偏振光。X+光学跃迁是两重简并的圆偏振光。
采用稳态和时间分辨发光光谱测量，研究了生长在P-I-N二极管结构中InAs单量子点发光光谱的电场调谐特性。随着电场强度的增加，观察到量子点中激子发光的Stark效应，选择不同波长的激光线激发量子点样品，确认随着电场强度的增加导致量子点发光强度的减弱来自于量子点俘获载流子几率的减小，而激子寿命的增加源于电场导致激子的电子——空穴在空间上的分离。
研究了生长在N型肖特基二极管内单InAs量子点电荷激子发光光谱随电压的调制变化，调谐得到的电荷激子分别为：正电荷激子X+，负电荷激子X-，中性激子X和中性双激子XX。发现精细结构劈裂随着负向偏压绝对值的增加而减小。