量子元件暨分子束磊晶實驗室（QD & MBE Lab.）係由賴聰賢教授指導，研究主題為半導體光電積體元件與物理，研究的範圍大都集中在光譜波長980nm~1550nm的光通信波段，而在材料上則為以GaAs及InP為基板的量子井及量子點元件。工作的內容包含了分子束磊晶，光電特性量測與分析，光子積體元件設計及製程，以及元件的量測等四大部分。
茲就其內容簡述如下：1、分子束磊晶：磊晶片是研製各式特殊功能半導體元件的最重要材料，所謂「巧婦難為無米之炊」沒有磊晶片元件的研製就無從著手。分子束磊晶技術可精準控制材料組成及成長厚度至單一原子層，是半導體磊晶的一大利器，本實驗室配置二部MBE系統，其中之Riber21T機台用於成長InGaAlAs/InP多重量子井及InGaAs/GaAs量子點結構，研製寬波帶半導體光放大器、半導體雷射、MMI耦合器、光波導等主動、被動元件。
2、光電特性量測：由於元件的功能立基於電子（洞）與光子的量子效應及交互作用，半導體光電特性的分析對磊晶片的設計，成長品質以及蘊藏的物理機制，可以得到清楚的瞭解，同時對學生來說可以直接地將課本敘述的物理現象，重現於實驗桌上，深具「從做中學」的教育意義，因此研一新生的學習是從本項工作開始踏入半導體領域。實驗系統由歷屆研究生組裝架設，包括了光譜部分：PL、EL、Photocurrent、differential absorption、PR等，而在電性量測上則有Hall mesurement、I-V、C-V及DLTS等。
3、光子積體元件設計及製程：光子積體元件將多種不同功能的主動、被動光子元件積集於單一磊晶片上，在光路設計及製程上具有相當大的挑戰性，我們以環型共振腔為主，加入 MMI耦合器、SOA、彎曲光波導及垂直反射面，研製積體化的Interleaver、環流鏡雷射、濾波器等，除了基本的黃光室微影蝕刻製程，我們建立了一座電漿製程實驗室，進行介電層沈積、RIE、ICP-RIE、RTP等製程研究，並且利用原子擴散機制，研究量子井混合技術（Quantum Well Intermixing，QWI），以獲得半導體磊晶結構吸收帶藍移的效果。
4、元件量測：光電元件如雷射及SOA等之基本特性如L-I-V、emission/gain spectrum、far-field pattern等之量測，也都自行組建完成。利用Lab-View軟體控制，自動化擷取數據，驗證本實驗室土生土長的元件之操作特性。
