自组织生长的量子点是一种零维纳米结构，其可以对电子或者空穴在三维方向上进行限制并且易于与Ⅲ-Ⅴ族器件集成，近年来在固体物理和量子器件工程领域引起了人们极大的兴趣。内嵌自组织In(Ga)As/GaAs量子点的调制掺杂结构由于在诸如存储器、单光子探测器、自旋和单电子器件等方面具备潜在的应用前景，成为当前量子器件研究中的一个热点。　　 本论文重点研究了内嵌自组织InAs/GaAs量子点的调制掺杂场效应晶体管(QDFET)的光电特性。主要内容包括以下三个部分：　　 1.QDFET材料生长、性能表征及器件工艺：　　 采用分子束外延(MBE)设备生长了内嵌InAs量子点的调制掺杂结构以及不含量子点的对比样品(reFET)。通过光致发光光谱(PL)和原子力显微镜(AFM)获得了量子点发光峰以及形貌等信息；采用霍尔测试测得了二维电子气(2DEG)的密度和迁移率。所获数据表明样品具有较高质量，满足进行器件性能研究的要求。开发了完整的器件工艺，通过优化工艺参数提高了器件性能的一致性，为实验结果的准确性提供了保证。　　 2.QDFET光电特性测试与分析：　　 分别在室温和低温下，对器件电学特性进行测试分析，并提出了针对ODFET的实空间转移物理模型。实验表明，在QDFET中量子点起到纳米悬浮栅的作用而对器件输出特性产生显著影响：当量子点充空穴时，类似施加正栅压，增加沟道的电导；当量子点充电子时，类似施加负栅压，减小沟道电导。低温下(5 K)观察到QDFET输出特性曲线中出现高峰谷比(PVR)的N形负微分电阻现象。认为其原因是沟道中的高迁移率电子通过实空间转移效应被发射到邻近低迁移率势垒层所致，并由于量子点的存在而得到加强。另外，还观察到低温下近红外光致输出电流振荡，提出这一现象是由于实空间转移电子和光生空穴在量子点中的复合所致。　　 3.纳米线沟道QDFET制备与材料设计的改进　　 在光探测方面，实验和理论均表明，器件尺寸的进一步缩小可以有效增强量子效率；电学应用也希望实现单量子点操作，所以制作更小尺寸的QDFET在现实上有重要的意义。本论文利用电子束曝光技术制备了纳米结构并对纳米沟道QDFET的工艺进行了初步探索。同时通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程，从理论上讨论了材料设计的改进。这些工作为进一步开展纳米线沟道QDFET的研究奠定了基础。　　 本论文的研究表明，量子点的存在对2DEG输运特性存在明显影响，预示着内嵌InAs量子点的调制掺杂场效应晶体管结构在光电探测和逻辑电路方面都具有潜在的应用价值。