量子点是一类具有类似原子离散能级的材料,其带隙可以通过颗粒尺寸的改变有效地进行调控,因此,可以有效地降低声子辐射概率,进而使得电子的弛豫过程受到阻碍,有效地抑制俄歇复合效应。同时,量子点具有多重激子效应,是一类性能优异的光学材料。然而,量子点表面缺陷较多,在禁带中容易形成复合中心能级,具有促进复合的作用,且往往以非辐射复合为主,不利于光生载流子的有效利用。本文针对上述问题展开一系列新型量子点的制备（量子点的改性）及其结构与载流子复合性能之间的关系的研究,为量子点在太阳能电池与荧光等领域的应用提供理论基础。本论文围绕IIB-VIA族半导体量子点,通过湿化学方法制备了核壳结构量子点Cd_1-XZn_XTe/CdS、碲化镉多级结构量子点、钴离子掺杂碲化镉量子点、锰离子掺杂碲化镉量子点、钴&锰离子共掺杂碲化镉量子点、银离子掺杂碲化镉量子点以及量子点基底材料四氧化三锰多级结构。研究了不同体系对光生载流子复合和传输性能的影响,并应用于量子点敏化太阳能电池和荧光相关分析检测领域。论文结合第一性原理,设计了Cd_1-XZn_XTe/CdS核壳结构量子点模型,计算了一系列相关核壳结构量子点的密立根电荷,LUMO与HOMO的径向分布。并采用水相法成功制备了Cd_1-XZn_XTe量子点和Cd_1-XZn_XTe/CdS核壳结构量子点,在此基础上,进一步制备了Cd_1-XZn_XTe/CdS量子点敏化二氧化钛薄膜光电极。通过组分和壳层厚度的调控,获得了II-型核壳结构量子点,实现了电子和空穴空间上的分离,有效抑制了光生载流子的复合过程,提高了相应量子点敏化太阳能电池的光电转换效率。论文还利用自组装技术获得了碲化镉多级结构量子点,即由碲化镉量子点为结构单元形成的具有特定尺寸和形貌的复杂结构。它不仅具有量子点材料的特性,还具有量子点结构单元组合所引起的新的性能,如载流子扩散距离长,结构稳定性好等。而且在三维的量子点多级结构中,电荷的产生、分离和传输不完全在同一平面上,光生载流子寿命大幅提升,有利于光生电子和空穴的有效分离。论文以巯基丙酸为稳定剂,采用水相法制备了钴离子掺杂碲化镉量子点、锰离子掺杂碲化镉量子点和钴离子&锰离子共掺杂碲化镉量子点。通过在量子点禁带中生成新的掺杂能级,利用过渡金属元素d-d轨道跃迁禁阻的特性,降低了光生载流子复合的复合速率,相应量子点敏化太阳能电池性能也得到了改善。论文采用水相法与配体交换法制备了银离子掺杂碲化镉量子点荧光探针,通过pH、银离子掺杂浓度等参数的调控,获得了同时具有本征荧光发射峰和掺杂荧光发射峰的量子点荧光探针,建立了银离子掺杂碲化镉量子点荧光探针荧光强度与汞离子浓度之间的关系,基于荧光探针本征峰和掺杂峰荧光强度随着汞离子浓度的变化不一致,提供了一种双线性区检测汞离子浓度的方法。另外,论文还以乙酸锰为锰源,制备了甲酸锰有机金属框架材料,并进一步通过热处理制备了四氧化三锰多级结构。研究了溶剂热处理过程对四氧化三锰多级结构形貌、比表面积的影响。并以四氧化三锰多级结构作为基底材料,负载碲化镉量子点,利用四氧化三锰对量子点的荧光淬灭作用,有效地抑制量子点分析检测时荧光背底对检测信号的干扰。