信息和能源关系到社会经济发展和国家安全，是当前国家重大研究领域。功能纳米材料的设计合成，是化学、物理、生物、材料科学、工程和技术等多种交叉领域的研究热点。其中纳米团簇以及纳米半导体材料因其独特的小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观隧道效应等，具有其他材料所不具备的特殊的光、电、磁性质，已经在多种与信息和能源相关器件的应用与基础研究上得到了世界范围的广泛关注与研究。　　基于上述研究需求的意义和迫切性，本论文从纳米材料的化学合成出发，研究探索了三类功能纳米材料的制备、表征、性质及应用。一类是过渡金属团簇，主要发展了一种金属镍团簇的化学合成方法，成功合成了不同大小的金属镍团簇，并研究了其光电磁及组装性质;另一类是光电功能半导体纳米晶，主要研究了Sb2S3、 PbxSbySz体系的纳米材料的可控合成与性质;第三类是纳米晶的功能化修饰，主要研究了纳米晶表面配合物的荧光性质、激子耦合性质，并将其应用于发光器件制备与细胞成像。　　本论文的主要结构及研究结果总结如下:　　第一章，系统介绍了纳米材料的基本概念以及特殊的电学、光学、力学、热学、磁学等性能，纳米材料的合成方法以及在生物、医学、催化等方面的应用。　　第二章，采用液相还原法，通过反应条件调控制备了四种不同大小的镍(Ni)纳米团簇:Ni27(SC2H4Ph)19，Ni29(SC2H4Ph)20，Ni39(SC2H4Ph)24和Ni41(SC2H4Ph)25。用MALDI-TOF、X-射线光电子能谱仪(XPS)、X-射线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、高倍透射电子显微镜(TEM)对镍纳米团簇进行了团簇结构、组成、形貌和团簇组装结构的表征和光电性质分析。结果显示Ni39(SC2H4Ph)24和Ni41(SC2H4Ph)25平均粒径为～2.0 nm，有类似分子的性质;Ni39与Ni41纳米团簇的组装结构具有规则的面心立方结构;Ni纳米团簇在非极性溶剂（如环己烷）中分散性很好。采用超导量子干涉仪SQUID-VSM进一步考察了Ni39(SC2H4Ph)24和Ni41(SC2H4Ph)25的磁性，该纳米团簇在室温下表现出铁磁性（饱和磁化强度0.088emu/g）和较大的磁矫顽力(345 Oe)。　　第三章，围绕Sb2S3的合成、形貌调控及性能展开了探索性研究，尝试了多种方法合成Sb2S3。研究了多种锑源（氯化锑、醋酸锑、三苯基锑、油酸锑等），多种硫源（单质S、硫代乙酰胺、双（三甲基硅）硫醚、十二硫醇等），多种溶剂和配体(1-十八烯、液体石蜡、油酸、油胺、TOP等)等多种组合反应体系下、不同锑硫比例、反应温度等条件下Sb2S3的合成，得到不同形貌的Sb2S3纳米晶。　　第四章，在1-十八烯中(ODE)，油酸铅和油酸锑作为前驱体，制备了PbxSbySz半导体纳米晶。利用X-射线粉末衍射仪，紫外-可见吸收光谱，高倍透射电子显微镜对其进行了表征。XRD表明随着Sb摩尔比例的增加，PbxSbySz半导体纳米晶结构有原来的PbS立方晶系向纤锌矿六方晶系转变。TEM结果显示纳米晶分散性较好，平均粒径在5-7nm范围内。UV-Vis结果表明，其能带在1.7eV-2.1 eV之间，与最大的太阳能吸收区域很接近，在光伏器件上具有应用潜力。　　第五章，通过配体交换的方法，从不同结构和组成的纳米晶（包括绝缘体，半导体到单一纯相的掺杂或者核壳结构的金属纳米晶）成功获得了来自表面配合物的强荧光，例如8-羟基喹啉修饰的ZnS纳米晶，表面配合物表现出较强的荧光（量子产率:12.2-33.0％）;TAA配体配位到Ln掺杂到ZrO2，TiO2和ZnS纳米晶中的荧光强度比没有TTA配位的Ln系掺杂的纳米晶高出50倍之多。光致发光可以在整个可见光和近红外光谱范围内调控，通过配体交换实现了荧光的可逆调控，并且实现了纳米晶的多色发光。为了验证这种技术的应用能力，我们成功组装了一个发光器件并用于细胞成像。　　第六章，以8-羟基喹啉修饰的ZnS纳米晶为模型，研究了纳米晶表面配合物的激子耦合现象。通过控制表面配合物的浓度成功调控了激子耦合效应，从而实现了对吸收和荧光光谱的调控，这个策略有望用于量子点光伏电池及光催化。