量子点是准零维的纳米材料，由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在100nm以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子局限效应特别显著。量子局限效应会导致类似原子的不连续电子能带结构。

量子点中的电子吸收光子后会产生子带间跃迁。与量子阱不同，即使红外光垂直射入，它也无须使用表面光栅。其次，在量子点中的子带跃迁过程中，电子的寿命比量子阱中要长2～3个量级，因此QDIP 的工作温度有可能比QWIP高，从而可弥补QWIP的不足。

用于制作量子点探测器的材料有InAs/AlGaAs、InAs/InAlAs、In(Ga)As/GaAs、GaAs/AlGaAs、InGaAs/InGaP和Si基Ge量子点等。从1996年理论预言了QDIP的优势，到1998年J.菲利普斯（J.Phillips）等报道了首个量子点探测器以来，对该类探测器研究主要集中在减少噪声、降低暗电流和提高响应率，并先后研究出了各种结构的量子点红外探测器。QDIP器件结构一般分为两类，一类是垂直或纵向结构，采用与量子阱类似的层状结构，通过载流子从顶端垂直传输到底端来收集光电流；另一类是横向结构，探测器的光敏区与两个接触层并排排列，载流子在两个顶部的欧姆接触之间高迁移率通道中的输运收集光电流，其原理与场效应晶体管类似，具有暗电流较低的特点，但与硅读出电路的兼容性较低，集成焦平面组件难度较大。焦平面探测器主要在垂直结构基础上，开展的研究有隧穿型（T-QDIP）、阱中点结构（DWELL-QDIP）、二维小孔阵列（2DHA-QDIP）、Si/Ge等结构特征的量子点红外探测器。

垂直结构的普通型量子点探测器采用垂直n-i-n结构，n型InAs（或InGaAs）做量子点材料、GaAs（或InP）做衬底，顶部接触层和底部接触层均为n型材料，隔离层为本征材料，利用不同的量子点覆盖层材料（GaAs、InGaAs、AlGaAs）调谐响应波长、改善QDIP性能，实现了对垂直入射中波红外（3～5mm）、长波红外（8～12mm）和多色的探测，并具有较高的探测率。如菲利普斯等人研究量子点探测器InAs/GaAs QDIP，是不带阻挡层的简单垂直结构，能实现6～18mm波长探测，在40K温度下响应率为10～100mA/W、探测率为（1～10）×10⁹cm·Hz^1/2/W。斯蒂夫等人在研究了加阻挡层的垂直结构QDIP，在GaAs势垒层中加入了Al_0.3Ga_0.7As阻挡层，将暗电流大大减小（I_dark＝1.7pA，100K），峰值探测率（3.2μm）在100K时达2.94×10⁹cm·Hz^1/2/W，高工作温度达150K。另一项重要研究是，S.查克拉巴蒂（S.Chakrabarti）等人通过20层In_0.4Ga_0.6As/GaAs量子点层和20层GaAs势垒层交替叠加实现了三色（3.5μm、7.5μm、22μm）探测，在80K工作温度下，三个峰值波长的探测率分别是8.8×10⁹cm·Hz^1/2/W、5.4×10¹⁰cm·Hz^1/2/W和3.3×10¹⁰cm·Hz^1/2/W。

共振隧穿型结构是光激发电子在一定外电场作用下通过共振隧穿被收集形成光电流，而热激发电子的是随机的，很大部分会被高的双势垒（DB）阻止，因此其光电流和暗电流的通道是分开的。

阱中量子点红外探测器，将量子点埋于量子阱中，呈现一种常规量子阱红外探测器与量子点红外探测器的混合体（DWELL），除了暗电流低外，还能更好地控制工作波长和跃迁性质，提高工作温度。有两种类型DWELL结构：第一种是InAs量子点埋在被GaAs势垒包围的InGaAs阱矩阵中，称为InGaAs-DWELL；第二种是InAs（或InGaAs）量子点埋入被AlGaAs势垒包围的GaAs阱矩阵中（AlGaAs-DWELL），其优点是异质结构中唯一应变是由InAs量子点产生的，因此可以生长更多数量的DWELL堆。随着量子点红外探测器单管性能的较大提高，量子点红外焦平面阵列的研制也取得了很大进展。如2004年，256×256 4.7μm中波焦平面研制成功，2005年，320×256双色量子点焦平面已有报道。2006年，美国喷气推进实验室（JPL）研制成功640×512长波量子点焦平面。表中列出了几种典型的量子点红外焦平面参数，这些量子点焦平面都已成功地获得了热成像。