在该论文中,作者首先概述了目前半导体量子点计算的各种方法,包括有效质量近似(EMA),经验赝势(EPM)和经验紧束缚近似(ETB)和原子轨道线性组合(LCAO).在分析了各自 的优缺点后,该文指出,尽管有效质量近似方法能最快得到结果,但由于该方法内在的缺陷,结果很不精确,因而有效质量近似方法只能用于定性的分析.其后,作者提出了一种改进的有效质量近似方法,在计算量增加不大的情况下,这种方法可以在相当大的尺寸范围内计算量子点的电子结构,得到比传统的有效质量近似方法精确得多的计算结果.用此方法作者详细研究了不同形状,不同尺寸的GaAs半导体量子点的量子限制效应,并得到了临界尺寸的概念.最后,作者讨论了孤立的金属膜和量子线的费米能的量子尺寸的效应.作者的基本假定是,孤立的金属纳米结构的电子总数只依赖于原子密度以及各个原子贡献的自由电子数,其总数与体材料一样是恒定的.作者的结果表明,随尺寸限制变大,量子线的费米能量上升越来越快,对极薄的薄膜、极细的量子线,费米能量可能超过体材料的费米能.并且,作者也得到了一个清晰的电子如何填充能态的物理图象.