Cadmiumsulfid (CdS) Quantenpunkte als klassisches II-VI-Halbleiter-Leuchtmaterial erhalten aufgrund ihrer hohen Quantenausbeute und ihres einstellbaren Emissionsspektrums große Aufmerksamkeit. Dennoch führt ihr intrinsischer Bandkanten-Emissionsmechanismus zu einer kleinen Stokes-Verschiebung und starker Selbstabsorption; gleichzeitig verursachen die durch die hohe spezifische Oberfläche bedingten charakteristischen Oberflächendefekte leicht strahlungslose Rekombinationen, was ihre weitere Anwendung in leistungsstarken optoelektronischen Geräten und der Biosensorik ernsthaft einschränkt. Um diese intrinsischen Leistungsbeschränkungen zu überwinden, wird das Einbringen von Übergangsmetallionen (wie Mn²⁺, Cu⁺/Cu²⁺, Ag⁺, Co²⁺ usw.) in das CdS-Gitter durch Dotierung als effektiver Ansatz zur Lösung dieses Kernproblems verfolgt. Die Dotierung verändert nicht nur durch die Einführung von Zwischenzuständen den Rekombinationsweg der Exzitonen und mildert effektiv die genannten Defekte, sondern verleiht dem Material auch eine lange Leuchtdauer, eine große Stokes-Verschiebung sowie ausgezeichnete magnetische und photocatalytische Eigenschaften. Dieser Artikel bietet eine systematische Übersicht über die jüngsten Fortschritte in der Forschung zu Übergangsmetall-dotierten CdS-Quantenpunkten. Zunächst werden die Emissionsmechanismen und die ultraschnelle Trägerdynamik verschiedener dotierter Ionen im CdS-Matrixmaterial eingehend erläutert; anschließend werden Strategien zur Steuerung der Lichteffizienz durch Dotierungsposition und Oberflächenbeschichtung zusammengefasst; abschließend werden die neuesten Anwendungen in weißen LEDs, Fluoreszenzsensoren, Photodetektion und Photokatalyse systematisch dargestellt und die Herausforderungen der Cadmiumfreiheit sowie zukünftige Entwicklungsperspektiven erörtert.

Cadmiumsulfid-Quantenpunkte; Übergangsmetalldotierung; Emissionsmechanismus; Fluoreszenzsensor; optoelektronische Geräte