半导体量子点因其具有精准的尺寸调控、独特的光电特性、丰富的表面活性位点等优势，在光催化剂设计和机理研究中获得了广泛关注。与传统半导体量子点主要作为光吸收单元不同，新兴的碳点更是在增加光吸收、促进电荷分离和增加表面反应位点等光催化不同环节均展现出优异的应用潜力。然而，量子点光催化剂由于小尺寸带来电荷复合严重、易团聚、稳定性差等问题而限制了其光催化性能。解决这些问题的主要途径之一是将零维(0D)量子点负载到超薄的二维(2D)纳米片上，形成0D/2D纳米复合材料，使量子点更加分散和稳定，且2D纳米材料促进的加速电荷转移能够抑制光生电荷的复合，从而可以有效地改善量子点基光催化剂的催化活性和稳定性。本文系统阐述了半导体量子点和碳点基0D/2D异质结光催化剂的构筑及应用，着重讨论了不同类型0D/2D异质结的光催化作用机理及面临的挑战，最后对其未来发展进行了分析和展望。

因为具有独特的量子效应，量子点一直受到诸多领域的广泛关注。为了研究Cd_xPb_1-xSe三元量子点非线性特性，研究了高品质三元量子点的简便制备方法，在此基础上，进一步在532nm激光条件下利用Z-扫描技术研究了其非线性光学性能。结果表明，以制备的N-油酰基-吗啡啉为溶剂，采用改进“一锅煮”法成功地获得了大小均一、结晶良好的Cd_0.5Pb_0.5Se量子点；Cd_xPb_1-xSe量子点的非线性吸收系数和非线性折射率分别为1.01×10^-9 m/W和-1.1×10^-10 esu，相比于CdSe二元量子点，体现出更加显著的非线性折射特性。因此，Cd_xPb_1-xSe量子点在激光防护、光电开关等方面具有重要的潜在应用价值。

介绍的光光转换器是新型红外光-可见光转换器件, 红外光产生的光生载流子直接注入有机发光二极管产生可见光。以半导体红外探测与有机发光器件单片集成的光光转换器, 直接实现了红外光到可见光的集成转换, 在红外凝视技术中有极大的应用潜力。综述了无机红外探测与有机发光的光-光转换器的研究进展。

作为发光可覆盖整个可见光波段的发光材料，Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点自上世纪90年代以来一直是构筑白光发光二极管(LED) 的关键材料之一。本文主要介绍基于缺陷态发光、单源二色互补发光、三基色复合发光和光致发光等发光原理的半导体量子点的白光LED，并比 较了不同类型器件的特点。凭借发光效率等主要性能参数的优势，基于GaN基蓝紫光与量子点荧光粉组合得到的白光LED将最有可能首先实现商 业化应用。而在高清显示技术方面，结合微接触印刷技术的三基色复合白光LED具有潜在应用价值。最后简要介绍在提高白光LED发光效率方面 的进展。

采用化学溶液方法, 以乙基黄原酸盐作为壳层前驱体, 制备了红绿蓝三色发光的CdSe/ZnS核壳量子点.以乙基黄原酸锌为前驱体形成ZnS壳层包覆CdSe核量子点, 通过调节反应温度与反应气氛等条件获得了发绿光(542nm)及蓝光(483nm)的核壳量子点.以乙基黄原酸镉和乙基黄原酸锌分别作为壳层CdS及ZnS的前驱体制备了发红光(612nm)CdSe/CdS/ZnS核/多壳结构量子点.紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及透射电镜研究结果表明, 通过条件调节, 温度较低时(约230℃)注入乙基黄原酸锌后量子点发光峰出现红移, 而温度较高时(约260℃)则发生蓝移.通过不同发光颜色的量子点的混合实现了三基色白光.

相干光学操控半导体量子点(SQDs)激子态在量子信息、量子计算中具有很重要的应用。通过对影响量子点(QDs)拉比振荡因素的分析,可获得导致量子点体系退相干的物理机制,这为全光操控半导体量子点体系提供了理论依据。线偏振脉冲激光激发自组织InGaAs QDs,运用系统粒子数主方程并结合光学布洛赫矢量推导了单脉冲激发下V型三能级系统激子动力学方程,利用此方程讨论了初始状态及纯失相对拉比振荡的影响。研究表明,可以通过改变系统初态条件和激发场的偏振角对该体系激子拉比振荡的振幅和频率进行调控,可以用纯失相强度相关衰减因子等效地分析V型三能级体系的退相干特性,从而使相关计算得到了简化。

基于半导体量子点的特性，结合光纤渐逝波耦合器，提出了一种新型的光纤放大器件，它将以溶液形式的硫化铅(PbS)半导体量子点材料沉积于耦合器熔锥区，信号光和抽运光通过渐逝波共同与半导体量子点材料相互作用，实现光的放大作用。PbS量子点材料是采用工艺容易控制的反胶束法制备的，通过透射电镜(TEM)测量得到其粒子尺寸小于10 nm。利用工作波长为980 nm，功率为30 mW的半导体激光器抽运光源对该光纤放大器抽运，在1310 nm波段得到了大于4 dB的增益，这是半导体量子点尺寸效应引起的光谱蓝移现象的体现。因此，这种有源区短、器件结构紧凑的光纤放大器在高速、宽带光纤接入等领域具有重要的实际意义和应用价值。