PbS量子点(Quantum dots，QDs)是一种直接带隙半导体纳米晶体材料，具有光致发光量子效率高、可见-近红外区吸收系数大和易于尺寸调控等特点，在近红外发光二极管和光电探测等方面有着广泛的应用前景。PbS量子点作为光电转换的工作材料距离商用化还存在一定距离，其稳定性的提高和性能改善一直是科研工作者关注的重点。PbS量子点具有小尺寸效应和量子限域效应，随着量子点尺寸变化调控光致吸收与发光等光电特性的研究有助于理解光与硫化铅量子点相互作用的物理机制。本论文研究了系列PbS量子点以及核-壳型PbS/CdS量子点的光致发光特性和光学非线性吸收。具体工作如下:
　　通过热注入法制备了一系列不同尺寸的油溶性PbS量子点，通过阳离子交换法实现了3.0nm的PbS量子点的CdS壳层包覆。这里我们选定尺寸为3.1、4.1和4.8nm系列PbS量子点和4.2nm的PbS/CdS量子点，通过吸收光谱、荧光光谱和透射电子显微镜(TEM)对其进行表征分析。对带隙宽度随PbS量子点尺寸变化进行了理论模拟，与尺寸变化的量子点吸收光谱计算得到的带隙宽度相符。TEM测量结果显示了PbS/CdS量子点尺寸，通过Pb和Cd的实验原子比，计算可知其PbS核尺寸约为2.9nm，CdS壳的厚度约为0.65nm。
　　针对这一系列油溶性PbS量子点开展了变温光致发光(Photoluminescence，PL)实验，用于研究量子点材料的热稳定性。稳态变温荧光结果显示不同尺寸PbS量子点和PbS/CdS量子点的PL强度、PL峰位和半高全宽(FWHM)随温度的变化情况。对PL强度随温度变化的结果进行拟合得到激子结合能，量子点尺寸从4.8nm减小到3.1nm，其激子结合能由39.8meV增加到55.5meV;进行CdS包覆后，激子结合能可达62.1meV。对PL峰位随温度的变化结果拟合显示，温度对PL峰位的影响主要是由于材料的电子-声子相互作用，CdS的包覆可以抑制PbS量子点的晶格热膨胀效应。对FWHM随温度变化的结果拟合发现，引起PbS量子点的荧光光谱展宽的原因主要是材料的非均匀展宽和激子-纵向光学声子。
　　对系列油溶性PbS量子点进行光学非线性吸收测量发现，PbS量子点具有反饱和吸收特性。纳秒Z扫描实验结果显示，随着量子点尺寸的减小，PbS量子点非线性吸收系数从1.0×10-11增加到2.6×10-11m/W，而CdS包覆的PbS量子点非线性吸收系数可达8.4×10-11m/W。飞秒Z扫描实验结果显示，随着量子点尺寸的减小，PbS量子点非线性吸收系数从1.33×10-12增加到1.87×10-12m/W，而CdS包覆的PbS量子点非线性吸收系数可达2.65×10-12m/W。Z扫描实验结果说明PbS量子点尺寸越小，非线性吸收系数越大，CdS的包覆提高了PbS量子点的非线性吸收能力。