由于量子限域效应、边缘效应和表面配体修饰作用的影响,量子点具有禁带宽度可调,量子产率高,发射光谱窄以及光电性质稳定等优点,在激光器和光电探测等领域具有潜在的应用价值。然而量子点在应用过程中仍然存在诸多局限性。例如,胶体量子点激光器,需将量子点作为增益介质嵌入谐振腔结构之中,其制备工艺复杂且制备周期长,不利于商业化生产。而在光电探测领域,量子点中的激子能轻易的分离出自由载流子,但是表面配体易形成陷阱态,当载流子遇到陷阱位点时便会被俘获或者复合。另外,量子点一般以薄膜的形式作为光敏沟道材料。而量子点作为零维纳米材料,其薄膜不连续,导致光探测器的迁移率很低,器件光电性能受到极大影响。针对以上量子点研究中存在的问题,本文分别从三方面展开工作:1.首次以自组装的方法制备了石墨烯量子点-胆甾相液晶激光器,工艺简单且制作周期短。胆甾相液晶的自螺旋结构的多重反射作用产生的光子禁带起到了增益反馈的效果。在532 nm泵浦激光的激励下,光子禁带的边缘处光子群速度极小,光子态密度很大,产生了激光输出。阈值为750μJ/cm~2,半峰宽为1.6 nm,Q值为415。该激光器的出射波长可由工作温度调谐,当工作温度在50℃～90℃之间变化时,出射波长从664 nm变为673 nm。2.针对半导体量子点在液晶中溶解度极小,无法作为有效增益介质的问题。制备了Cd Se/Zn S半导体量子点掺杂的聚合物分散液晶随机激光器。在聚合物单体聚合的过程中,液晶在聚合物基质中形成了微滴形态。微滴的多重散射作用形成了光子局域化的随机谐振腔。随机激光的光泵浦阈值为1 m J/cm~2,平均半峰宽为0.23 nm,平均Q值为2674。利用功率傅里叶变换推算可知其平均等效腔尺寸为43μm。利用相同方法,对半导体量子点-非均匀聚合物随机激光器的激光特性进行了较为详细的研究,为基于量子点的弱散射光纤随机激光器提供了基础数据。3.制备了石墨烯量子点掺杂钙钛矿光电场效应管。首先,对比了不同退火过程钙钛矿成核速度的影响,确定了多步退火法可以提高薄膜覆盖率和结晶性,降低缺陷的出现。随后,将石墨烯量子点添加到钙钛矿前驱液中,经过退火处理,形成的复合薄膜具有较好的紫外光响应。器件在275 nm紫外光照的条件下,迁移率为7.62 cm~2V-1s-1,光响应度为17 A/W,探测度为1.26×1010 Jones,响应时间为35μs。