在自组织Ge/Si量子点这类低维材料中,载流子的运动在空间三维方向上都受到限制,电子(空穴)态呈类“原子”的分立能级,即量子化。在这种低维体系中发现了很多新的物理现象,如量子限制效应,共振隧穿,超晶格微带传输,声子约束效应,二维电子气效应等。这些新的特性,使得半导体设计和制造由原先的“杂质工程”发展到“能带工程”成为可能。然而实验中,自组织Ge/Si量子点尺寸和空间分布的均匀性往往无法得到有效的控制,在应用于器件时很难达到设计目标。相较于单层量子点,多层量子点的耦合应用于器件时,对量子点的形貌要求较低,而且多层耦合会使得器件的性能更加优异。目前还未见较为成熟的理论对量子点结构的空穴态进行模拟计算、分析,引入单带重空穴模型和六带Kronig-Penney (K·P)模型对耦合Ge/Si量子点结构的空穴态进行研究,可以为实验提供理论数据参考。本文的主要工作包括以下内容：1.分别采用单带重空穴近似和六带K·P模型,我们对垂直耦合锗量子点在不同耦合距离下空穴态特性进行了计算,并探讨了自旋-轨道的相互作用对空穴态对称性的影响。计算结果表明：多带耦合的框架下,随着量子点垂直间距的增大,空穴基态从成键态转变为反键态,而且价带基态能级和第一激发态能级发生反交叉现象,这与单带模型下得到的相应结果存在较大差异。通过分析六带模型计算得到的成、反键态波函数,结果表明：轻、重空穴态和自旋-轨道分裂态对特征空穴态波函数的贡献比例随着量子点垂直间距的增大发生了转变；并最终导致量子点空穴基态波函数由成键态转变为反键态。2.采用六带K·P模型对耦合Ge量子点空穴态的局域态进行了模拟分析。计算结果表明：耦合量子点的空穴态的局域化受量子点垂直间距的影响,随着量子点垂直间距的增大,空穴态的局域化程度变强；量子点尺寸和局域化长度存在某种关联性,量子点尺寸较大时,局域化长度较小；耦合作用的强弱是导致耦合量子点空穴态局域化程度发生改变的根本原因。3.采用单带重空穴近似模型研究了Ge/Si量子点作为中间带材料的量子点中间带太阳电池。探讨了浸润层、量子点尺寸、量子点垂直间距、层数对空穴态密度以及中间能级的影响。