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在过去的几十年中,将过渡金属离子引入到半导体纳米晶中引起了研究人员的广泛关注。掺杂离子的引入会形成新的复合中心,从而使得半导体纳米晶呈现出掺杂离子相关的光学性能。这些独特的性质使得掺杂半导体纳米晶在光电器件和生物标记及光催化等众多领域有着广泛的应用前景。在众多过渡金属掺杂离子中,锰和铜离子是两种最为常见的掺杂离子。近些年来,Mn离子掺杂半导体纳米晶的材料合成、结构调控和光学性能以及光电和生物医学应用都得到了广泛关注,并取得了飞速发展。与Mn离子掺杂半导体纳米晶相比较,Cu离子掺杂半导体纳米晶的研究相对较少,尤其是Cu离子掺杂半导体纳米晶的合成与光学性能调控的研究更为鲜见。这主要是因为高温下Cu离子具有较高的离子迁移率,其在纳米晶内部容易进行扩散,从而使得Cu离子在纳米晶中的掺杂位置不易控制。因此,如何调控Cu离子在纳米晶尤其是核壳结构纳米晶中的掺杂位置,从而研究掺杂位置与光学性能的关系非常有挑战性的。所以本论文围绕着Cu离子掺杂的不同纳米结构的镉基半导体纳米晶的合成与光学性能调控开展研究,重点探讨Cu离子掺杂位置对其光学性能的影响,从而探究其形成机制和发光机理。并在此基础上初步研究了基于Cu离子掺杂合金型Cd Zn S纳米晶的量子点发光二极管器件的性能。具体研究工作如下:(1)采用一步反应法以正十二硫醇作为硫源制备出了CdS和CdS:Cu(I)纳米晶,Cu(I)离子的引入使得CdS纳米晶由缺陷发射为主的发光转变为Cu(I)相关的施主-受主对复合发光。在CdS纳米晶表面外延生长Zn S壳层有效降低了其缺陷态发射,得到了位于435 nm附近的激子发射峰。采用原位法和种子生长法两种方法通过控制前驱体的注射方式在CdS:Cu(I)纳米晶表面外延生长Zn S壳层,其发射峰有一定程度的红移,但是并没有观察到CdS纳米晶的激子吸收峰。为了进一步实现对CdS:Cu(I)纳米晶表面的有效Zn S包覆,以CdS/Zn S纳米晶为种子,通过注入不同量的Cu离子。发现435 nm处的激子发射峰强度在不断降低,而位于680 nm处Cu(I)相关的发射峰占主导,这与没有Zn S壳层前的CdS:Cu(I)纳米晶的发光基本一致,说明在CdS:Cu(I)纳米晶表面上成功生长了Zn S壳层。为了探究其生长机理,通过在惰性溶剂中对CdS:Cu(I)/Zn S纳米晶进行加热,发现激子发射峰强度逐渐减弱,而铜离子相关的发射峰强度在增加,说明Cu(I)离子的引入是以Cu离子扩散为主要方式。最后实现了将Cu(I)离子引入到Cd Zn S合金型纳米晶中,在此基础之上将红光Cu(I)掺杂纳米晶应用于量子点发光二极管中,得到了铜离子相关的电致发光。(2)为了进一步验证Cu(I)离子在CdSe纳米晶中的掺杂,采用一步反应法制备出了立方相的CdSe纳米晶,通过调控实验条件实现了CdSe纳米晶在较大可见光范围内的发光。在此基础之上成功将Cu离子引入到CdSe纳米晶中,其激子发光峰强度在逐渐减弱,而位于红光范围内与Cu离子相关的发射峰强度在增强,并且荧光寿命从23 ns增加到327 ns。之后,使用低温单一前驱体对CdSe:Cu纳米晶进行包覆,结果表明Zn S壳层的包覆增加了激子发射强度,从而抑制了Cu离子相关的发射,这与CdS:Cu(I)纳米晶的Zn S壳层外延生长所观察到发光性能变化是不一样的,说明铜离子扩散在不同硫属化物纳米晶中是不同的。