半导体量子点是三维受限的准零维半导体纳米结构，由于量子限制效应，其态密度分布呈现为一系列的分立函数，类似于原子的能级结构，常常被称为“人工原子”。半导体自组织InAs/GaAs量子点的生长和加工工艺可以与传统的半导体工艺相结合，且激子具有较长的相干时间，因此其在光电子器件以及量子信息科学等领域具有重要的应用前景，已成为相关领域的研究热点。由于这些基于InAs/GaAs量子点的光电器件的性能或多或少地受多余载流子（电子或空穴）的影响，因此控制量子点中激子的电荷态是至关重要的。通常激子的电荷态可以通过施加外电场和外磁场来调控。本文通过荧光光谱学的方法，在温度为4.2K的低温环境下，对基于InAs/GaAs量子点的n-i-肖特基二极管进行了偏压控制，激发功率依靠，磁场调控等测量，得出了一系列重要结论。此外，理论上提出了一种实现理想单光子源的方案，通过量子干涉效应，实现了强的光子阻塞效应及较大的平均腔光子数输出。本文的主要研究工作包括：　　1.对半导体量子点激子电荷态调控的研究进行了充分的调研，通过微加工技术制备了用于实现电场控制单个InAs/GaAs量子点进行单电子充电的n-i-肖特基二极管，使用原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）对InAs/GaAs量子点的形貌信息进行了表征，并对n-i-肖特基二极管的电学性能进行了测量与分析，为研究单个量子点中激子电荷态的调控提供了基础。　　2.通过荧光光谱测量技术，在4.2K低温条件下，对单个InAs/GaAs量子点的光谱进行了测量与分析。在外加-0.5V到0.5V的偏压条件下，得到了单个量子点的荧光光谱。研究了X2-激子的Stark效应，通过对固有电偶极矩和极化度的计算，分析了电场对量子点中激子能级的调控作用；通过偏压依靠关系、载流子之间的库仑相互作用、功率依靠关系和偏振测量等对各激子态的能级位置进行了分析发现，我们实现了单个量子点的激子态从X3-到X+的单电子充电。结果表明，单个InAs/GaAs量子点中激子的带电态可以通过电场来精确的调控。　　3.针对电场调控激子的带电荷态对器件结构依赖性比较大的不足，利用磁场和电场同时作用来实现对量子点电荷态的精确调控。通过研究单个InAs/GaAs量子点的磁光谱，我们发现，法拉第几何下磁场对量子点中带负电激子的荧光强度有明显的调制作用。随着磁场的增加，X3-、X2-的积分强度显著减小，X-的积分强度显著增强，而X0和X+的积分强度轻微减小。这是由于磁场引起的电子漂移速度的减小，从而使非共振激发形成的电子被InAs/GaAs界面上的局域势阱捕获的几率增大，导致量子点中捕获电子数目的减小。空穴的漂移速度也受磁场的影响，但是磁场对其的影响相对较弱。　　4.研究了磁场对单个量子点中纵向波函数的调控作用。通过分析X-激子的跃迁能与电场的函数关系得到了不同磁场下的固有电偶极矩。我们发现，磁场可以将单个量子点中的电子和空穴波函数质心调控至倒置。在较低磁场下，X-激子的固有电偶极矩为正值，表明电子波函数的质心处于空穴波函数质心的上方，随着磁场的增强，X-激子的固有电偶极矩逐渐变为负值，意味着磁场将空穴波函数质心调控至电子的上方。磁场调控纵向波函数的分布，对研究固态量子信息处理中量子点中电子空穴相互作用具有重要的意义。　　5.理论上提出了一种利用二能级量子点-纳米腔系统实现强光子阻塞效应的实验方案。通过两束经典激光场同时分别驱动单模纳米腔和单量子点，系统的光子阻塞效应可以得到很大程度上的提高，这种提高来自于抑制双光子激发的量子干涉机制。得到系统的零时延二阶关联函数比JC模型降低了两个数量级，同时仍然保持了较大的腔平均光子数输出。同时我们也观察到了光子统计特性的红蓝失谐量不对称结构。通过调节两束光场的相对相位θ和拉比耦合强度Ω，发现该光子阻塞效应不需要完全满足最优化干涉条件，系统易于控制。且该量子干涉机制不需要量子点-腔的强耦合条件，即使考虑了纯退相位对其的影响。该方案在固态量子计算机以及固态量子信息处理中具有潜在的应用。