稀磁半导体是在传统半导体的基础上,引入磁性原子,使之具有铁磁性。以此,可以同时利用电子的电荷和自旋两种属性。Mn原子以独特的3d5电子结构在稀磁半导体中占有重要地位。本论文旨在研究Mn2+掺杂ZnSe/ZnS(Zn1-xMnxSe/y ZnSe/z ZnS)核/壳结构纳米晶的磁学和光学性质,从能级的角度研究磁学与光学性质的关系,建立系统定量的发光模型。我们首先合成了发光寿命单指数衰减的Mn2+掺杂ZnSe/ZnS(Zn1-xMnxSe/y ZnSe/z ZnS)纳米晶,其内部的Mn2+离子之间的磁相互作用是单分散的。合成策略采用共成核掺杂方法,掺杂剂离子和纳米晶核主体材料阳离子共同加入到溶液中,在高活性阴离子前体的作用下,调整阴离子前体和阳离子前体的比例,使掺杂剂离子在晶格中均匀分布。随后再外延生长ZnSe/ZnS两种壳层增加稳定性。该种方法合成的掺杂纳米晶,结晶度高、稳定性好、表面缺陷少、发光量子产率高。掺杂剂在纳米晶核内部,配位环境一致,不同Mn2+含量的样品之间只有磁交换作用的强度不同,为磁性性质和光学性质的研究提供了单一变量。以磁学测量和电子顺磁共振光谱(EPR)为手段,研究变温过程中不同Mn2+含量样品的磁矩变化。最低Mn2+含量的纳米晶在所有温度下表现出顺磁性,高Mn2+含量的纳米晶低温下表现出反铁磁性、高温顺磁性。我们指出磁矩的变化以及磁性的转变是由于电子在能级上的分布产生了变化,并用波尔兹曼分布拟合了平均自旋量子数随温度的变化。同时,磁滞回线表明我们所合成的样品具有室温弱铁磁性,我们猜测弱铁磁性来源于各向异性的超交换相互作用。磁学性质对光学性质的影响主要体现在对能级的改变上,通过变温稳态发光光谱和瞬态发光光谱,我们发现高Mn2+含量的样品,发光峰具有多能级发射的特点。由于Mn2+发光中心性质的高度均一性,我们可以确定这是单一Mn2+发光中心的本征性质。根据磁耦合后能级特点,我们建立了激发态速率方程,定量模拟了发光峰位和半峰宽随温度的变化。瞬态发光光谱在低温下出现的长成分并非来源与不同的发光中心,而是来自于非辐射激子转移中心,最终发光主体还是Mn2+-Mn2+聚集体。