纳米材料作为纳米技术发展的重要基础，在微电子、生物医药工程、材料化学工程和传感器等诸多领域发挥出了重要作用。近年来，作为一类重要的纳米材料，荧光碳纳米颗粒（碳量子点）以其优异的光学性能、显著的尺寸效应和激发响应特征，引起了人们广泛的研究兴趣。与传统的荧光染料相比，这类荧光纳米粒子具有连续的发射光谱和稳定的光学性能，在水中的分散性更为优良。此外碳量子点由于具有生物相容性好，廉价无毒，环境友好等特点被广泛认为是传统的重金属基量子点的替代品。当前，碳量子点主要有三个发展方向:一是探索碳量子点荧光物理行为的产生机制，为碳量子点的研究提供理论支持;二是寻求简便高效的合成方法，为碳量子点的研究提供技术支持;三是开发面向能源、生物医学、材料、微电子等多领域的新型应用，解决现有应用中存在的瓶颈问题。　　近几年来，通过微纳米加工技术实现碳量子点的构筑有了飞速的发展，但是传统的加工技术中仍存在合成步骤繁琐、反应条件苛刻以及合成成本高等缺点，从而限制了碳量子点的制备。因此，设计开发创新性的绿色、高效加工技术，以制备出高功能性、无毒环保的新型碳量子点纳米材料仍是纳米科学的一个巨大挑战。此外，碳量子点在实际应用中具有难以操控和加工成型等缺点，而通过碳量子点与聚合物复合杂化的方式可以克服这一问题，并赋予材料新的功能和特性，实现纳米材料工程化和结构、功能的集成一体化。　　本文以高性能荧光碳量子点的合成为导向，基于低温等离子体技术和高温裂解技术实现了性能优异的新型荧光碳量子点的快速制备，重点研究了其在光电器件领域的潜在应用;同时成功构筑了具有新颖功能的多维尺度碳量子点-聚合物复合杂化材料，满足了实际应用的需要。具体开展了以下工作:　　(1)以合成功能性碳量子点为目标导向，采用丙烯酰胺为碳源前驱体，通过低温空气等离子体辅助法，在10 min内快速制备出具有优异光学性质的碳量子点。通过合理优化工艺条件调控碳量子点的生长过程，通过红外、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命、TEM等表征手段考察碳量子点各项性能，同时探索等离子体合成碳量子点的机理，并研究了不同条件（如激发波长、等离子体处理功率等）对碳量子点的荧光性能及量子产率的影响。更有趣的是，我们进一步开发了其在LED器件构筑领域的应用，为碳量子点在光电器件领域的应用提供了一条新途径。　　(2)进一步拓展荧光碳量子点的制备新方法，以来源广泛廉价的天然原料作为前驱体，通过高温热分解法直接制备具有优异荧光性能的碳量子点。通过合理优化工艺条件调控碳量子点的生长过程，探索了并研究了碳量子点在不同条件下（如激发波长、pH值和溶剂等）的荧光性能;创新将其应用于敏化太阳能电池领域，实现了碳量子点的光电转换。这种方法以生物质为前驱体，不仅保证了产物的低毒性和低成本，而且克服了之前报道的碳量子点制备方法复杂的问题，为新型碳纳米材料的研究提供新的理论依据和思路。　　(3)以实现碳量子点与高分子聚合物的功能集成为目的，构筑综合性能优异的碳量子点-聚合物杂化材料，并通过不同手段实现多尺度下杂化材料的形貌调控，分别采用微流体纺丝技术、流延刮涂成膜技术和微流控技术构筑1D、2D和3D的碳量子点-聚合物杂化材料，实现两者综合性能优异的目的，探讨各参数对杂化材料微观结构及光学性能的影响。最后，开发杂化材料在平板显示和荧光防伪方面的潜在应用，为构筑功能性荧光碳量子点-聚合物杂化材料提供了一条可行之路。