液体活检技术的兴起为黑色素瘤的快速、准确诊断提供了新的机遇。然而，普通循环肿瘤细胞活检基于上皮黏附蛋白进行阳性富集，但信号标记的有机荧光探针存在量子效率低的问题，导致检测黑色素瘤循环肿瘤细胞时准确率和灵敏度较低。本文以高量子效率的金属卤化物钙钛矿量子点作为信号标记物，以黑色素瘤来源的外泌体作为生物识别分子，构建了一种用于黑色素瘤液体活检的循环肿瘤细胞检测新策略。与商品化的上皮细胞黏附蛋白富集策略相比，本研究报道的复合探针检测新策略，其检测灵敏度提高了一个数量级，并且具有良好的亲水性和低毒性。实验结果证明了外泌体引导的金属卤化物钙钛矿量子点指示的黑色素瘤循环肿瘤细胞检测新策略具有理想的应用前景。

全无机卤化铅铯钙钛矿纳米晶CsPbX₃（X=Cl，Br，I）因具有独特的光电特性，近年来在固体照明及显示、太阳能电池、阻变存储器等领域成为研究的热门之选。Mn²⁺是一种比Pb²⁺半径小的过渡金属离子，利用Mn²⁺掺杂CsPbCl₃钙钛矿纳米晶能够实现波长位于600 nm左右可见光区域的橘黄色发射，且能够部分替代钙钛矿纳米晶中的Pb²⁺，降低钙钛矿纳米晶的毒性。然而，Mn²⁺掺杂的卤化物钙钛矿纳米晶仍易受环境中水分子等的侵蚀而导致其荧光特性严重退化。本文采用一种利用四甲氧基硅烷（Tetramethoxysilane，TMOS）和聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate，PMMA）对Mn²⁺掺杂CsPbCl₃钙钛矿纳米晶进行双壳层的包覆方法，并分析了双壳层包覆法对钙钛矿纳米晶稳定性提升的机理。此外，还对比了双壳层包覆的Mn²⁺掺杂CsPbCl₃钙钛矿纳米晶在甲苯和二氯甲烷（Dichloromethane，DCM）溶剂下的发光特性，它们呈现的橘黄色荧光发射强度并未明显下降，且荧光量子产率（Photoluminescence quantum yield，PLQY）能够保持在25%左右。并以此为基础制备了相应的荧光纳米晶粉末，将其运用于潜指纹辨识上，可长期有效地检测潜指纹信息。

阻变器作为一种基于可逆、非易失、阻态突变的信息存储和处理器件, 是解决传统存储器的内在物理限制和冯·诺依曼架构瓶颈问题的核心电子元器件之一, 受到了广泛关注。卤化物钙钛矿具有快速的载流子迁移特性和优异的光电转换性能, 作为阻变功能层赋予光电阻变存储器优异的阻变性能。因此, 近年来卤化物钙钛矿基阻变器的存储和计算应用研究发展迅速。然而, 目前对于卤化物钙钛矿的光电阻变机理尚未形成统一认识。基于此, 本文分析了卤化物钙钛矿阻变存储器的工作机理, 对比分析了卤化物钙钛矿基光电阻变器导电细丝和能级匹配调控特性, 总结了其各种机理的制约因素, 揭示了导电细丝在光场和电场作用下重复形成和断裂, 以及阻变器中卤化物钙钛矿功能层和其他功能层之间肖特基势垒改变, 主导卤化物钙钛矿光电阻变器的开关比、阈值(Set/Reset)电压和阻变器性能稳定性, 并进一步展望卤化物钙钛矿基光电阻变器在新型人工智能仿生突触、存内运算、机器视觉的应用。

近年来，金属卤化物钙钛矿发光材料由于具有优异的光电性能，被广泛地应用于金属卤化物钙钛矿发光二极管（Perovskite light-emitting diodes, PeLEDs），被视作下一代显示和照明领域的发光光源。激子利用率是影响PeLEDs效率的关键因素之一，研究者采用各种各样的方法将激子限制在钙钛矿发光层中，对激子能量回收利用以提高激子的利用率。文中将概述通过添加剂辅助法、器件界面工程和结构优化法，将传统荧光材料、磷光材料、热激活延迟荧光材料引入器件，改善绿光和蓝光PeLEDs的光电性能方面所做的尝试。并简要地介绍激子限制作用的原理，以及不同类型的发光材料引入PeLEDs中激子的能量转移机理和器件光电性能提升的物理机理。

利用稀土离子掺杂材料、有机染料以及量子点等荧光材料实现荧光温度传感在航空航天、生物医疗、食品储存等领域具有重要意义。其中，无机卤化物钙钛矿量子点（PeQDs）荧光材料由于具有量子产率高，温度依赖性强等特点，在荧光温度传感领域展现了巨大的应用前景。然而，PeQDs只有一个光致荧光（PL）峰，其强度和位置极易受到浓度和尺寸等因素的干扰，因此用单一PL峰进行温度传感的准确性较低。在本工作中，我们提出了一种微球腔阵列（MCA）耦合PeQDs薄膜（MCA/PeQDs）的新型温度传感结构，利用MCA/PeQDs结构与PeQDs薄膜具有温度依赖性的PL峰值强度比实现温度传感。该结构通过微球腔中回音壁模式（WGMs）增强的Purcell效应提高了自发辐射速率，抑制了声子辅助猝灭效应，从而实现了较好的PeQDs荧光增强。结果表明，在223～373 K范围内，当PeQDs浓度为0.131 6 mg/mL、微球腔直径为（19±1）μm时，该结构的绝对灵敏度（S_a）与相对灵敏度（S_r）可达到0.75 K^-1和1.95%·K^-1。本工作克服了使用单个PL峰进行温度传感准确性差的缺点，为荧光材料在高性能荧光温度传感器中的应用开辟了新的途径。

锰离子是发光材料家族中最重要的激活剂离子之一。锰离子无论是作为掺杂离子还是作为基质材料，都可以提高卤化物钙钛矿的发光性能。但是合成的驱动力不同，发光稳定性也不同；由于结合能和形成能的改变，热稳定性和环境稳定性也随之改变。锰离子的发光机理相对清晰明了。基质的激子发射和瞬态光导致晶格缺陷引起的自陷态发射也可能参与锰离子的发光机制。在这篇综述中，我们将分析不同类型结构的锰掺杂卤化物钙钛矿和锰基卤化物钙钛矿的发光机理，重点是锰离子的掺杂驱动力和掺杂策略。

铅卤化物钙钛矿作为一类新兴的光电子材料表现出了卓越的光学、电学性能，在太阳能电池、发光二极管、光电探测器以及激光等领域产生了广泛而重要的应用，引起万众瞩目。稀土是元素周期表里一类特殊材料，从57号到71号元素，具有4fⁿ和4f^n-15d电子组态。如果将稀土和钙钛矿材料以及器件相结合，会孕育出怎样的新生儿呢？本文旨在结合作者在相关领域开展的工作及取得的经验，简单梳理该领域近年来取得的进展，剖析未来所面临的问题和挑战。本文不以总结纷繁复杂的个性化现象为要扼，而以探讨具有普遍意义的共性问题为宗旨。在资料选取上，或许失之偏颇，有严重的“王婆卖瓜”之嫌，请读者慎思明辨。