作为半导体纳米材料之一，镉基半导体异质纳米结构具有诸多优异的光学性能，例如：宽的吸收光谱，可调的、窄而对称的发射光谱等，其在荧光标记、LED器件和太阳能电池等领域具有重要的应用。本论文对镉基半导体异质纳米结构进行了系统的研究，首次制备了四元CdZnTeSe纳米晶体，并探索了镉基半导体异质结构的生长机理，丰富了镉基纳米材料的合成工艺和生长机理。为了获得近红外发光的纳米晶体，本文合成了多种形貌的三元CdTeSe和四元CdZnTeSe纳米晶体。CdTeSe和CdZnTeSe纳米晶的荧光峰位可以从650nm调节到800nm，达到了近红外光谱区。CdZnS壳层的包覆增强了多元纳米晶的发光效率和稳定性。同时研究了纳米晶的形貌与反应配体的关系。实验中采用十六胺和油酸做配体，分别得到了短棒状和四足状的CdZnTeSe纳米晶。由于近红外光谱在生物成像和细胞标记方面具有重要的意义，本文所制备的短棒状的纳米晶体在上述领域具有重要的潜在应用；而四足状的纳米晶体在太阳能电池和LED器件方面具有潜在的应用前景。为了解决水相CdTe基量子点的稳定性较差和毒性较大的问题，第三章中设计并合成了CdTe/CdZnS核壳结构量子点。ZnS和CdZnS无机壳层对CdTe量子点的包覆提高了核壳量子点的发光效率和稳定性。壳层包覆之后，量子点的发光效率提高到了60%以上。随着壳层厚度的增加，CdTe/CdZnS核壳量子点的发射光谱出现了较大的红移；而CdTe/ZnS核壳量子点的红移较小，只有15nm，这与异质结构的类型有关。研究发现，核壳量子点的发光峰位与核的大小和壳层的厚度有很大的关系。X射线衍射和荧光寿命测试证明了壳层材料在量子点表面的外延生长。由于制备的量子点具有高的荧光效率、可调的发光峰位和较低的毒性，它们在生物荧光成像和荧光标记等方面具有潜在的应用前景。为了获得水溶性的合金CdTeSe量子点，第四章采用溶剂热法，以巯基丙酸（MPA）和L-半胱氨酸（L-Cys）为配体，制备了三元CdTeSe量子点。实验中发现，L-Cys作稳定剂的CdTexSe1-x量子点的稳定性和荧光强度都要强于MPA作稳定剂的CdTexSe1-x量子点。为了研究量子点的组成对其发光性质的影响，在量子点制备过程中调整了Se/Te的比例。随着组成的改变，CdTeSe量子点的禁带宽度和发光峰位出现了移动。同时研究了反应溶液的pH值对量子点的生长动力学的影响。随着pH值的增加，量子点的生长速率变快。本文使用了紫外-可见吸收光谱，光致发光光谱（PL），X射线衍射和透射电镜对量子点进行了表征。经过CdS无机壳层包覆之后，CdTexSe1-x/CdS核壳量子点的荧光强度和稳定性得到了极大地提高，同时伴随着PL光谱的红移。由于上述核壳量子点具有优异的光学性质，它们在荧光标记和LED器件等方面具有重要的潜在应用。为了研究镉基半导体异质纳米结构的生长机理，本文中制备了CdS/CdTe异质结构，并在上面沉积了Au纳米颗粒，探究了它们的生长机理。CdS/CdTe异质结构的形貌为四足状。四足的生长经历了初试阶段的快速生长和随后的Ostwald熟化生长过程。Ostwald熟化生长导致四足的端部被消融，从而形成了头部细、中间粗的‘纺锤状’结构四足。值得注意的是，这种‘纺锤状’的四足是首次被合成出来。之后，在四足结构上沉积了Au纳米颗粒，并对CdS/CdTe-Au异质结构进行了光催化的测试。Au纳米颗粒的存在使得电子容易传导出来，从而很好地降解甲基橙等有机物。CdS/CdTe异质结构的光电性能优异，值得人们进行深入的研究。为了研究CdS纳米棒及其异质结构的生长机理，第六章采用种子生长法制备了CdS纳米棒，并在纳米棒上沉积了Au和CuS纳米颗粒。通过研究发现，CdS纳米棒的不同晶面具有不同的反应活性，纳米棒的±{0001}晶面相对于侧面具有更高的反应活性。因此，Au纳米颗粒和CuS纳米颗粒会选择性的沉积在CdS纳米棒的端部。CdS-Au和CdS-CuS异质纳米结构具有优异的光电性能，在光催化、太阳能电池等领域具有潜在的应用价值，值得进行深入的研究。