隨著科技的不斷進步，各種電子產品也漸漸地影響我們的生活。近年來 各種產品的零件逐漸微型化，甚至是奈米尺度，將不再完全遵循於古典物 理。之後將是由量子物理所主導的世界，也就是奈米科技。奈米科技發展 至今，已運用在許多傳統元件上；如發光二極體[1][2]、雷射[3]-[5]、光偵 測器[6][7]、電晶體[8]等。接下來的科技將往能夠操縱單一原子、單一光子 或單一電子的量子科技邁進。
量子資訊科學中的量子計算和量子通訊方面，在量子物理的世界下是有 可能實現的。現行的數位資料儲存或處理，都是將其看成二進位的運算來 進行；二進位的 1 和 0 也成了資訊處理的最小單位。但若是以量子態 0 和1
來表示二進位，此又稱為量子位元(Quantum bit, Qubit)；由於量子態具有疊 加性和糾纏態等特性，將可大量提升計算速度與資訊儲存空間。
1.2 研究動機
在量子物理系統中，量子同調性容易受到干擾而被破壞。為了實現能在 量子計算過程中，保持著量子特性的系統，我們使用了量子點系統[9]。量 子點是三個方向皆被侷限的零維系統，電子在量子點內會受到量子侷限 (Quantum confinement)效應的影響，使電子能量分布呈現不連續性，像是在 原子中一般；因此量子點又稱為人造原子。
當量子點中同時存在電子和電洞時，兩者會因庫侖作用力束縛而形成激 子(Exciton)，並經由輻射復合而放出光子；可用激子來定義為量子態。在理 想的量子點中，激子可與角動量+1 或-1 的光子耦合，而發出左旋光或右旋 光，如【圖 1-1】。若是量子點中同時存在兩組電子電洞對，則會形成雙激 子；會分別進行輻射復合，依序發出左旋光和右旋光，此稱串連放射(Cascade emission)。若是當激子為簡併態時，放出的光子將會是先左旋光後右旋光、
或是先右旋光後左旋光，同時存在這兩種可能性；是為量子力學中的疊加 性。並且此兩種可能性所代表的量子態是不可被因式分解的，表示先後放 出的光子互為糾纏態，如【圖 1-2】。
但實驗結果顯示，量子點的激子螢光並非圓偏振光，而是線偏振光。並 且在兩種偏振時，其激子能量並非簡併態，存在著精細結構分裂 (Fine structure splitting)。因此本研究將探討精細結構分裂的成因，並利用外加應 力來改變量子點本身的應變量，希望藉此減少或消除精細結構分裂，重新
使量子點激子變回簡併態。
Electron
Hole
【圖 1-1】 量子點中的電子和電洞，經輻射復合而發出左旋光()或右 旋光()。
【圖 1-2】 理想狀態下的量子點雙激子系統。
第二章 理論背景
傳導帶的電子自旋態以se(Magnetic quantum number of electron)表示，將 其 投 影 在 z 方 向 可 寫 作 1
e 2
s 。價 電 帶 的 電 洞 自 旋 態 以 j (Angular momentum quantum number of hole)和mh(Magnetic quantum number of hole) 表示，寫作 j m, h 。電洞擁有 3 1, 經由費米黃金定律(Fermi’s golden rule)得知為