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近些年来，半导体量子点独特的尺寸依赖发光特性和光化学稳定性使其在荧光标记、化学传感、光催化等领域得到很广泛的发展和应用。镉基量子点也是目前半导体量子点中研究最多的材料之一。本文在当前量子点的制备方法和应用现状的基础之上，采用绿色、廉价的方法合成了镉基量子点。 首先，本文研究了碳链长度对量子点的尺寸大小、尺寸分布、和晶体结构的影响。为了提高CdSe量子点发光效率，我们在CdSe晶核表面分别沉积了CdS和CdxZn1-xS壳层材料，有效地钝化了CdSe表面缺陷。与单纯的CdSe晶核的发光效率相比，CdSe/CdxZn1-xS的发光效率提高到了64％，CdSe/CdS发光效率提高到49%。为了使得此发光性能优越的核壳量子点得以应用于生物领域，我们选择了大分子聚合物包覆的方法，对油溶性量子点进行水相转换。水相转换后的量子点仍然保持了原有的发光效率，并且没有任何的团聚现象。 其次，通过改变具有不同碳链长度和官能团种类的配体，可控地合成了不同长径比的CdSe纳米棒。获得了由点到棒的各种长径比的CdSe纳米晶体，并讨论了其可控的生长机理。之后合成了一系列的CdSe纳米棒，通过荧光光谱分析和透射电子显微镜表征研究了其发光性质并得出结论：CdSe纳米棒的发光性能具有直径依赖特性，长度对其发光性能影响较小。在此基础之上，于CdSe量子点和纳米棒上分别沉积Cd0.5Zn0.5S和CdTe材料形成异质结构，并研究了CdSe纳米棒和异质结构形貌变化以及荧光性能变化，详述了壳层材料生长机理。 最后，直接合成了石墨烯/CdS复合材料，将石墨烯较出色的电子传输性能与CdS半导体的光电性能很好的结合起来。经过研究发现，石墨烯/CdS复合材料有效地提高了光吸收和光生载流子的传输性质，从而使得样品的光电流强度大大增高。这里，石墨烯/CdS复合材料对检测铜离子具有高选择性和高灵敏度。其原理就是在溶度积作为驱动力下，在CdS表面会形成一层CuxS材料，这层CuxS材料作为电子捕获中心，阻止了电子向石墨烯与电极材料传导，光电流强度显著降低，从而以光电流强度变化作为信号达到检测的目的。在本章实验中，铜离子会使得光电流信号变弱，但是其他所有离子都会使得光电流信号增强，这种现象也放大了传感器的选择性能和灵敏度。