作为典型的介观结构,量子点以其独特的结构特征和优良的电学、光学性能以及潜在的应用前景而日益受到人们的关注。从本世纪初开始,人们在基于半导体量子点的固态量子计算的实验研究中取得一系列重大进展。量子点的独特光学性质使之成为理想的荧光探针材料,在生物医学领域具有广阔的应用前景;量子点激光器领域也取得了突飞猛进的发展。量子点成为研究热点的原因之一在于其优越的可控性,这对于探索新的量子现象、构建未来信息技术理论基础具有重大意义。由于量子点是典型的三维受限介观系统,量子相干现象的存在使得耦合量子点的几何构型能够对输运性质产生显著影响,因此结构调控成为量子点系统性质的调控主要手段之一。另一方面,利用外加的电场、磁场、微波甚至包括温度等,都能够影响量子点中电子的性质,外场调控也成为量子调控的主要手段。通过结构和外场调控,量子点成为研究各种量子现象的“实验平台”,各种新型量子器件也得以实现,甚至固态量子计算中的种种难题也被解决如量子逻辑门操作、量子测量、弛豫问题等。因此量子点性质的调控成为目前纳米电子学、量子信息学的研究热门领域之一。本文利用非平衡格林函数方法及量子速率方程方法,研究了几种耦合量子点系统的输运性质;同时通过结构及外场调控的手段,对耦合量子点系统的输运性质进行调制;进而探索量子相干现象,构造各种不同功能的量子点器件。论文安排如下:第一章阐述了典型低维介观结构及其特征,介绍了耦合量子点体系中的一些量子相干效应。第二章主要介绍了在本文中我们所使用的两种理论方法:非平衡格林函数方法和量子速率方程方法。在第三章中,我们推导了描述含时磁场作用下三端的耦合三量子点系统的速率方程,得到了电子态占据概率和电流随时间的演化结果,研究了耦合三量子点体系在多端结构和外加含时磁场下的输运性质。研究发现:由于量子点间耦合增强,两个量子点会“粘连”变成一个大的量子点,并且在这个大的量子点中相遇的波函数会产生相干,从而引起电子局域化以及电流抑制;同时发现了多端结构中输出端之间的相位差会对输运性质产生重大影响,随着磁通变化,除了周期为2π的振荡以外,还会出来一个周期为2πφ/φ₂₃的振荡,这种多端干涉效应是由于两个输出端之间的电流关联引起的,而且应该在多端量子器件设计中加以考虑;另一方面,我们也研究了含时磁场下量子点系统的输运性质,与量子绝热定理的结论一致,外加磁场频率增大会使得电流的AB振荡的振幅逐渐减小,直至振荡消失。第四章考虑了一个与声子库耦合的两端AB干涉仪-量子点系统,利用非平衡格林函数方法研究了该系统的传输电流和持续电流,以及电流发生热等性质。我们发现,在混合价区域,持续电流强烈依赖于电子占据数和费米分布函数。这也意味着我们可以利用传输电流来控制持续电流的大小。另外我们还研究了电声子相互作用对持续电流的影响。研究结果表明:电声子相互作用对持续电流的影响可以分为两部分,一部分是来自于极化子效应,这和传输电流中的情况是一致的,这部分的影响非常显著;另一部分来自于三能级跳跃过程,这个影响比较微弱,但是能够比较清楚地从电流发生热随磁通变化的振荡行为上反映出来。在第五章中,我们提出了一个封闭的两端AB干涉仪-双量子点耦合模型。基于我们的计算,我们发现该模型提供了一种探测耦合量子点系统中类分子态形成的实验方案。计算结果很清楚地给出了从两个弱耦合的量子点状态到量子点分子状态过渡的图象。通过和开放的多端AB干涉仪-双量子点耦合系统比较,我们发现这些有趣的性质来自于封闭两端A干涉仪-双量子点耦合系统的相位锁定效应。我们提出的这个实验方案可以在未来的量子探测和量子比特操作中起到重要作用。第六章分别研究了加上电压后一维量子点阵列电流随时间的演化过程,以及磁场下二维量子点阵列的传输电流和持续电流。我们发现,随着一维量子点阵列的加长,相同电压下稳态电流变小,电流对电压的响应时间也变长,并且电子在一维量子点阵列中相邻量子点之间的来回隧穿变得更强。而对于磁场下的二维量子点阵列,我们发现不仅存在传输电流,在二维量子点阵列的边界上还存在持续电流。随着磁通的变化,持续电流和传输电流都表现出周期性的振荡行为。传输电流的振荡行为更为复杂一些:有几类不同周期的振荡行为,分别来自于通过不同费曼路径的量子干涉。第七章是本论文的总结和对未来工作的展望。