量子点由于其独特的性质而被广泛应用于各个领域,包括生物标记,太阳能电池,发光二极管,可见光催化剂,光电探测器等等。如何制备高性能,低成本的量子点一直是研究者探索的目标。相较于传统方法,低温水相法制备量子点具有低成本,低能耗的绿色合成过程,高度水溶性,高生物兼容性等无可替代的优势。然而水相法制备的量子点存在量子产额较低等问题,因此,如何提高低温水相法制备的量子点的荧光强度是量子点研究的重要方向。另一方面,碳量子点的出现是量子点绿色无毒化研究历程的里程碑,碳量子点的基础研究是未来量子点的重要方向之一。此外,半导体量子点和碳量子点的应用具有非常重要的意义。基于以上几点,本文主要做了以下工作：1.等离子体荧光共振ZnSe/Au纳米复合体系的制备及其生物标记。通过低温水相法和直接耦合法制备了平均尺寸为3.5 nm,具有非常强烈和稳定荧光性的绿色量子点,其主要原因是来自于等离子荧光共振修饰。通过和未修饰的量子点比较,已修饰的量子点其荧光量子产率从9.78%增加到了18.36%。通过正常细胞和肝癌细胞的生物毒性评估,该量子点具有十分卓越的生物相容性并获得了优异的细胞成像图。2.碳量子点的制备及其荧光性能的研究和生物标记。通过水热法,以蔗糖为碳源制备了具有良好分散性,水溶性和荧光性的碳量子点,其尺寸在6-8 nm之间,量子产额高达10.5%。此外,实验成功地将碳量子点引入植物体,得到了良好的植物成像图。同时碳量子点还具有极其优异的上转换性能,使其可以进一步被应用于催化,光电领域。3.碳量子点/氧化锌纳米花复合体系及其光催化应用。通过静电纺丝法和水热法,定向可控地制备了C QDs/ZnO纳米复合体系,实验证明,该体系具有十分卓越的可见光催化效果,其效率从10%增加到98%,其原因主要归结为碳量子点特有的上转换效应和该纳米体系特有的三维结构。4.碳量子点/二氧化钛纳米管复合体系的可见光催化研究。通过静电纺丝法和水热法制备了C QDs/多孔Ti02纳米管复合体系。实验证明,该纳米管复合体系具有十分卓越的可见光催化效果,其效率从30%增加到98.5%,原因可归结为碳量子点独特的上转换性能和多孔渗水结构可以极大地提高产物的比表面积。5.Ni掺杂CuAlO2薄膜的制备及其光敏性质研究。通过溶胶凝胶-聚合物辅助沉积法在单晶石英衬底上制备了具有高度结晶性的CuAlO2光敏薄膜,在100mW/cm2光照下,该薄膜光敏度高达215%,且具有非常优异的响应弛豫时间,分别为75 ms(上升)和50 ms(下降)。6.碳量子点/CuAlO2光电薄膜的制备及其光敏性质研究。通过直接耦合法,将具有上转换性质的碳量子点引入到CuAlO2光电薄膜中,使其具备优异的光敏性质。在100 mW/cm2光照下,该复合薄膜光敏度高达270%,其响应弛豫时间分别为95 ms(下降)和85 ms(上升)。7.碳量子点/CuAlO2/Zn0多层薄膜的制备及其光电转换增强研究。通过溅射法-溶胶凝胶法-水热法和直接耦合法在石英衬底上制备了具有高可见光透过率和光电转换效率的碳量子/p-CuAlO2/n-Zn0复合多层薄膜器件。相较于未复合器件,在100 mW/cm2光照下,该器件的光电转换效率增加至260%,且具有良好的响应弛豫时间,分别为130 ms(上升)和115 ms(下降)。该类碳量子点复合多层薄膜器件为科学研究者在光电探测和光电转换领域开启了一个新的窗口。