铅卤钙钛矿（lead halide perovskites,LHPs）,作为材料领域一种重要的光电探测器、激光、发光二极管（LED）等,由于其优异的光电性能,逐渐成为一种低成本的光学材料解决方案。全无机卤化铅钙钛矿量子点（LHPs QDs）由于其优异的发光性能和量子限域效应的优势,以及其相比于有机-无机杂化半导体量子点而言,更好的稳定性,使其成为一种具有更广泛应用前景的光电子材料。半导体量子点材料由于尺寸较小,一般只有十几纳米,人们都把它当做单晶材料,但是由于铅卤钙钛矿量子点的离子晶体特性,所以不可避免的缺陷密度会较传统半导体量子点高,会广泛而大量的存在许多本征缺陷。但是目前由于缺乏对该种材料体系中存在的缺陷进行细致、系统的表征与分析,所以人们对其的理解还是基于类比Ⅲ-Ⅴ族,Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点的缺陷种类,仅仅局限于对例如反位缺陷、填隙位原子、表面悬挂键等点缺陷的第一性原理计算的研究。这对于理解整个材料体系以及其器件的光学性质与结构关联都是十分不利的。所以本文结合球差矫正透射电子显微学方法以及第一性原理计算,对于CsPbBr3量子点内部的三种本征面缺陷进行了系统的研究。研究发现在单个量子点内存在钙钛矿相与贫铅的Ruddlesden-Popper（RP相）相分离的现象,这是由于生长过程中于局部铅含量不足导致。而我们在CsPbBr3量子点内部发现了三种广泛存在的界面,第一种是在铅卤钙钛矿纳米片中被广泛报道的RP面位错,另两种发生在钙钛矿相与RP相两相的交汇处。基于界面处原子级HAADF图像,我们构建了精确地界面原子结构模型,并对其进行了第一性原理计算,第一种界面没有产生深能级的缺陷,带隙宽度也没有明显的变化,第二种界面带隙宽度没有发生明显的变化,但是由于导带底、价带顶分别被隔离在界面两侧,形成一种P-N结结构,对于载流子的自由输运有很大的影响,从而一定程度上影响电子空穴的复合发光。而第三种45度界面带隙被关闭,成为了金属性的界面,这对于LED器件的发光性能有着显著的影响。考虑了缺陷对于铅卤钙钛矿量子点发光效率的影响,接着我们进行铅卤钙钛矿量子点结构稳定性的研究。铅泄漏作为一种铅卤钙钛矿体系中常见的杂质和环境污染源,是制约铅卤钙钛矿量子点大规模器件化应用的主要障碍之一,也是铅卤钙钛矿结构不稳定所产生的负面影响。近年来引起了人们的高度关注。铅泄漏不仅仅会引入深能级缺陷,严重影响激子的辐射复合,从而对器件的发光效率带来严重的破坏,还会带来环境方面,造成重金属铅在生物体内以及环境中的不断聚集等危害。但是对于铅泄漏所引起的铅卤钙钛矿量子点的原子结构演化,以及与之相伴随的电子结构的改变,以及它们对于器件性能的影响,尚未研究透彻。本文借助球差矫正透射电子显微镜,对铅泄漏引起的CsPbBr3量子点的原子结构变化进行了研究。结果表明,铅析出会导致局部贫铅,形成贫铅的RP相。RP相与未析铅的钙钛矿相相遇,会在量子点内部形成晶界。我们基于之前的第一性原理计算的结果,此种晶界电子和空穴会被分离在相界面的两端,形成一个类似于P-N结的微观电子结构。P-N结产生的内建电场会影响载流子的自由传输。因此在析铅的量子点中,不仅铅颗粒会作为一个激子的非辐射复合中心,影响器件发光性能。由于析铅导致局部化学成分变化产生的相界面,同样构成一个载流子迁移的势垒。此研究结果帮助人们对于铅泄漏量子点的量子效率下降过程中,界面与铅颗粒的协同作用进行了深入的探究,对于铅卤钙钛矿器件构造、材料生长都有着非凡的指导意义。对于铅卤钙钛矿量子点来说,除了效率与稳定性之外,另外一个人们关注的科学问题就是对于材料的大面积低成本合成。量子点材料大面积广泛使用的一个瓶颈就是对于“量子点的限域连接”的实现。构造既满足量子限域效应,又可以实现量子点互连互通是一个非常难以实现的结构。对于传统Ⅲ-Ⅴ族,Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点,人们已经探索出许多“既限域又连接”的方法。本文利用CsPbBr3量子点独特的离子晶体特征,对单个量子点进行了界面缝合,实现量子点形成共边或共面的网络。通过电子束对于表面配体的钉扎作用,我们可以控制反应发生的程度。而且我们发现进一步的融合,会使量子点生长成为百微米量级的长径比极大的微米线。我们也对这种情况下的量子点融合过程进行了原子分辨的表征,发现了量子点具有定向附着生长的趋势。这一结果对于生长CsPbBr3微米线结构甚至对于生长其他铅卤钙钛矿微米线结构都有着重要的意义。