量子点的发光性质决定于其激子态的性质,而激子态的性质与结构息息相关。目前,尚无一条研究思路探索通过合成化学调节量子点激子态的性质。本论文旨在通过对激子态光学性质的表征,确定结构和激子态性质之间的关系,进而利用合成化学手段达到控制激子态性质的目的。这条合成路线不同于传统的量子点合成化学,后者关注的主要是量子点尺寸、形貌的单一性。在对CdSe为核、CdS为壳层的核壳量子点的合成中,通过对CdSe核量子点浓度、反应溶剂、反应温度、反应配体的类型和浓度以及前驱体种类等合成因素的探讨,我们结合单前驱体和双前驱体合成方法,得到一系列具有不同壳层厚度的高质量闪锌矿晶型CdSe/CdS核壳量子点。所得到的产物不但尺寸和形貌均一,并且在晶体结构、壳层厚度还是光学性质上有很高的重复性。我们发现,产物的光学性质——包括荧光峰位、荧光峰宽、荧光量子产率、荧光衰减通道、单量子点荧光非闪烁且亮度固定——与壳层厚度密切相关。其中,拥有2到10层CdS壳层的产物都有着90%以上荧光量子效率,而且荧光衰减具有单通道特征。依此判断,这些样品的激子态已达到光学性质单分散的水平。实验结果进一步表明,拥有中等壳层厚度(6-10层CdS)的量子点对于应用有着无可比拟的优势。例如,以量子点为电致发光材料的LED结果表明,尽管拥有10层CdS和4层CdS壳层样品的光致发光量子产率都接近100%,但利用拥有10层CdS的CdSe/CdS核壳量子点制备的LED器件效率可提高2倍。除了溶液中量子点集合体的光学性质测量,我们还对单量子点的光学性质进行了一系列的研究,以进一步探索量子点光学性质单分散的特征。研究表明在单激子条件下,单量子点的荧光光谱、荧光衰减寿命都与整体样品相符。对于实验上可测量的外延生长4层到16层CdS的CdSe/CdS核壳结构的单量子点,其荧光都是非闪烁的,非闪烁的临界体积约为100nm3,远低于所有报道过的纤锌矿结构的CdSe/CdS核壳量子点的非闪烁临界体积。随着壳层厚度的增加,这一系列的单量子点有着独特的非闪烁行为,以及“亮态”和“暗态”的概率统计。这些结果进一步表明,我们制备的核壳量子点有着很好的光学性质一致性。除了对CdSe/CdS核壳量子点的激发态性质进行了研究,本工作还进一步探索了CdSe/CdS/CdSe/CdS和CdS/ZnS/CdS/ZnS等具有复杂能带结构的量子点。通过比较CdSe/CdS/CdSe和CdSe/CdS/CdSe/CdS两种核壳结构的荧光衰减寿命,确定了在CdSe/CdS核壳量子点表面继续外延生长CdSe壳层时,可以引入一个更长寿命的发光通道,这应该是由离域的激子态复合造成的。这些初步的探索工作表明,拥有两个激子态能量极小值的量子点的激子态性质十分特殊。其激子态辐射复合不仅仅受表面缺陷影响,而且与整个量子点各区域的能级相对位置密切相关。