半导体量子点因其独特的电控性与可集成性逐渐成为量子计算的最可能载体，本文是基于GaAs栅极电控量子点的一系列研究。作为量子计算的基本单元，过去几年在掺杂GaAs量子点中科学家们已经完成关于电荷量子比特和自旋量子比特操作的一系列实验。但是传统GaAs量子电荷比特还存在一些不足，比如较短的弛豫时间T1(～10ns)和退相干时间T2*(＜1ns)。为了提高GaAs量子点的退相干性能，本研究致力于新型GaAs量子点的制备和基本性质的测量，主要包括以下内容:　　1、表述传统掺杂GaAs异质结2DEG形成机理，描述量子点形成过程。随后引入量子点系统常相互作用模型，介绍单量子点系统中常见概念及现象，如充电能、电化学势、库仑阻塞、库仑菱形等。最后介绍利用QPC通道感应探测量子点电荷态的测量方式。　　2、介绍量子点纳米器件加工过程需要的一系列微纳米加工设备，接着详细介绍传统掺杂GaAs量子点的具体制备步骤。　　3、介绍串联双量子点系统的电流输运蜂窝图，计算推导双点体系中常见参数以及这种体系中电荷量子比特的构建。　　4、在同一块掺杂GaAs基片上制备一种新型浅刻蚀量子点和传统单量子点。引入电荷噪声的概念，在两种结构上完成单量子点库仑峰区域低频电荷噪声的测量并进行比较。得出结论AlGaAs掺杂层确实会增加量子点的电荷噪声，从而可能进一步影响基于掺杂GaAs体系的电荷、自旋量子比特的相干时间。　　5、提出一种全新的双层栅极结构电子型非掺杂GaAs量子点的制备方式,顶部电极用来积累电子，下层门电极用来形成势垒，从而得到非掺杂的双量子点。通过下层栅极的调控可以有效调节两个量子点的耦合强度2tc，完成从两个分立量子点到一个大量子点的电操控转变。　　6、在形成的非掺杂双量子点系统中，构建一个电荷量子比特，在该电荷比特上完成利用光子辅助隧穿（PAT）来研究该系统退相干参数的实验。观测到多阶光子吸收隧穿现象，并且通过定量的测量得到电荷比特的弛豫时间及退相干时间的具体数据。　　7、总结前面几章基于GaAs量子点的几项工作，提出其中不足有待改进之处。并对将来空穴型非掺杂GaAs量子点的制备以及量子输运实验研究进行展望，提出可行性方案。　　本文的创新点主要有:　　1、很少文章对于量子点中的电荷噪声进行具体分析讨论，在本文中我们构建一种全新的浅刻蚀量子点，对于库仑峰区域的低频电荷噪声进行定量的测量，并且与相同掺杂基片上形成的传统GaAs量子点进行低频噪声比较。这个工作对于提高掺杂GaAs量子比特退相干性能在样品加工工艺的改进上提供了一条新的路径。　　2、非掺杂GaAs异质结拥有比掺杂GaAs异质结更高的载流子密度和迁移率，但在非掺杂GaAs异质结构上形成电子型量子点的工作还很少。我们利用全新的斜蒸发镀膜工艺和双层门电极工艺，在非掺杂GaAs上形成稳定的电子型双量子点器件。从系统的电流蜂窝图，我们可以看到在下层电极的调控下，两个完全独立的量子点转变为一个完全耦合的大量子点的连续过程。　　3、在电子型非掺杂GaAs双量子点中，我们首次对电子温度进行定量的标定，也得到器件耦合强度随调控电极电压的指数变化。此外，我们也对这种新结构中形成单量子点以后库仑峰区域的低频电荷噪声进行测量，与传统的GaAs量子点电荷噪声相比也有所降低。　　4、首次在电子型非掺杂GaAs电荷量子比特上完成PAT实验，并且观察到高阶PAT现象，同时得到在该结构上电荷态相干时间的定量数据。