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关键词： 乳清蛋白   β-乳球蛋白   极端强磁场   结构   功能性质  

摘要： 乳清蛋白来源于乳清,是一种重要的蛋白质补充剂。但天然的乳清蛋白存在营养流失大,功能特性低且不稳定等问题,在实际应用中严重受到限制。随着非热处理技术的发展,其绿色、环保、高效、低能耗的优点受到广泛青睐。磁场是一种非热处理技术,强磁场已成为现代科学实验最重要的极端条件之一,为基础科学研究提供了高效的测量调控手段。本论文选择乳清蛋白混合物体系及乳清蛋白中的β-乳球蛋白（β-Lg）单一体系为研究对象,系统研究极端强磁场（Ultrahigh magnetic field,UMF）的磁场强度（5 T、10 T、15 T、20 T）及水分含量（10%,20%,30%）对蛋白质精细结构和功能性质的影响。利用紫外吸收仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、Zeta电位仪及扫描电镜等设备研究蛋白质结构及颗粒形态变化。在此基础上,探讨其起泡特性、乳化特性、冻融稳定性、持水/油性、抗氧化性、透光率等功能性质。具体研究结果如下: （1）UMF对乳清蛋白结构的影响:随着磁场强度增加,乳清蛋白三级结构展开（<10 T）和重排（>10 T）。10T变化最明显,β-折叠、结晶度、S-S含量和平均粒径分别提高到45.70%、22.76%、0.30μmol/g、27.50μm。蛋白质呈大的块状体,静电斥力最强。随着水分含量增加,抑制三级结构展开。10%-20%含水量的α-螺旋（11.35%）和β-折叠（53.64%）含量增加,向有序结构转化。30%的无规卷曲（10.60%）含量增加,向无序结构转化。水分阻碍乳清蛋白聚集,使S-S含量和平均粒径减少至0.17μmol/g、25.65μm,静电斥力增加至-25.67 m V。 （2）UMF对乳清蛋白功能性质的影响:UMF改善乳清蛋白的功能性质,在10T表现最佳。起泡性（89.10%）和起泡稳定性（89.07%）分别显著增加120.71%和22.97%;乳化性与乳化稳定性提高20.11%和85.21%;持油能力在达到1.18 g/g;抗氧化性、透光率、黏度也都提高。当水分存在时,β-折叠和S-S与持水性呈正相关,β-转角、无规卷曲与Zeta电位与冻融稳定性呈正相关。20%含水量的乳清蛋白的冻融稳定性、持水性和抗氧化性最好。 （3）UMF对β-Lg精细结构的影响:β-Lg在UMF作用下经历收缩（5 T）-收缩伴破裂（10 T）-晶间再聚集（15 T）-分子内聚集（20 T）的过程,蚀刻效应增强。收缩伴破裂的临界点,即10 T,β-Lg呈不稳定态。此时,三级结构展开,β-折叠（58.74%）和结晶度（14.56%）增加,氧化反应最强（C/O比3.07）,粒径最小,电位值和S-S含量最大。随着含水量提高,三级结构打开,高水分含量（20-30%）促使分子重新聚集,S-S含量和粒径增大至0.1869μmol/g、274.25μm,表面蚀刻明显。 （4）UMF对β-Lg功能性质的影响:β-Lg纯品的乳化特性、冻融稳定性、持油性、抗氧化性和黏度提高。含水的β-Lg乳化性、冻融稳定性、持油性、抗氧化性和粘度大幅提升,其中10%含水量的持油性（2.40 g/g）、抗氧化性（分别提高79.18%和48.08%）最高,30%含水量的乳化性（10.26 m2/g）和乳化稳定性（81.70%）分别提高34.82%和72.04%。β-Lg的色氨酸、β-折叠、S-S、粒径、Zeta电位与乳化稳定性、冻融稳定性、持油性、抗氧化性呈负相关,与黏度呈正相关。 综上所述,该研究有助于深入了解蛋白质在极端强磁场中的变化机理,同时为蛋白质的改性研究提供新方法新视角,为蛋白质产品质量的确定提供了重要信息,并扩大蛋白质潜在的应用前景。

摘要： The heteronuclear ribonucleoprotein A1 (hnRNPA1 or A1) is associated with the pathology of different diseases, including neurological disorders and cancers. In particular, the aggregation and dysfunction of A1 has been identified as a critical driver for neurodegeneration in Multiple Sclerosis (MS). Structurally, A1 includes a low-complexity domain (LCD) and two RNA-recognition motifs (RRMs), and their interdomain coordination may play a crucial role in A1 aggregation. Previous studies propose that RNA-inhibitors or nucleoside analogs that bind to RRMs can potentially prevent A1 self-association. Therefore molecular-level understanding on the RNA recognition by A1 RRMs remains of scientific interest. Although several crystal structures of RNA-bound RRM complexes have been reported in the literature, there are still open questions about which RRM RNA prefers to bind and why only specific RNA sequences tend to bind A1. This thesis aims at probing the structures, dynamics and nucleotide interactions with A1’s RRMs using a combination of advanced computational methods. Our research to-date has revealed that adenine and guanine in RNAs (or DNAs), and the key residues from the interdomain linker connecting the two RRM domains contribute significantly for RNA binding to A1 RRMs. Further research will seek to address the impact of RNA length on its binding and how RNA specificities vary between the RRMs. Critical residues for RNA-binding have been identified and their molecular-level insights on their nucleotide preferences have been evaluated. As a final addition, the full-length A1 protein for which a crystal structure in the PDB does not exist, is modeled, to analyze the interactions that occur between the RRMs and the LCD domain that could promote A1’s aggregation. Both of A1’s known isoforms, isoform A (320aa) and isoform B (372aa) have been modeled and studied, with and without RNA bound to them. Our data suggests that interplay between the LCD and the RRMs may block

关键词： 自旋轨道力矩效应   Co/Pt   无磁场电流驱动磁化翻转   斜切衬底   高温退火  

摘要： 在磁性随机存储器（MRAM）的发展历程中,最新一代的基于自旋轨道力矩（Spin-orbit torque,SOT）效应的SOT-MRAM,相较于传统结构不但具有更低的能耗（p J～f J）和更快的速度（<1ns）,而且读写电路相互独立,器件耐久性和可靠性大大提高。在多种SOT-MRAM的设计方案中,由于垂直磁记录在集成度及稳定性方面展现出了独特优势,如何实现基于自旋霍尔效应（SHE）驱动垂直磁矩的高效翻转,对SOT-MRAM的应用具有重要研究价值,受到学术界和产业的极大关注。 然而,一般的SHE产生的自旋电流极化方向是面内的,其产生的力矩对垂直向上或者向下的磁矩作用是对称的,因此不能实现垂直磁矩的定向翻转。想要解决这个问题,必须施加一个面内偏置磁场,而这会导致SOT-MRAM无法走向实际应用。这是因为片上磁场线圈不但会使得自旋存储芯片工艺复杂度大幅增加,而且也会影响芯片集成度和功耗。因此,实现无外场下垂直磁矩的定向翻转是SOT-MRAM走向应用的技术关键,本论文也围绕这一问题而展开。Co/Pt多层膜是SOT-MRAM中的一个典型结构,该体系具有良好的垂直磁各向异性、易于调控的各种磁性参数以及较大的自旋轨道耦合效应等优点,为研发基于先进技术的实用SOT器件提供机会。本文以Co/Pt多层膜结构为研究对象,提出了两种实现Co/Pt多层膜磁矩无场定向翻转的方法: （1）利用斜切衬底实现Co/Pt多层膜的高效无场定向翻转。斜切衬底是指衬底切割时,沿偏离晶面一定角度切割,偏离晶面的衬底表面会形成周期性原子台阶。实验证明,将Co/Pt多层薄膜生长在Al2O3（0001）斜切衬底上,通过电输运测试,证实了引入斜切衬底能够实现无磁场下全尺寸磁矩翻转。通过TEM观察到斜切衬底会使其上的Co/Pt薄膜产生额外的晶格应变,导致Co/Pt（111）晶体平面的变形。进一步表征磁场和RH的角度依赖性,证明了实现无磁场下磁矩完全翻转的原因是斜切衬底诱导了其上薄膜磁矩发生倾斜。而晶体畸变不仅会引起磁易轴的倾斜,还会引起Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）的强度变化。结合微磁学仿真验证了无磁场翻转源于倾斜的磁各向异性,而DMI的增强有助于降低临界翻转电流密度。此外,生长在斜切衬底上样品的SOT效率可提高约25%。我们的研究结果具有结构简单、100%的翻转比例、DMI可调和SOT效率可调的特点,这为SOT-MRAM和未来自旋电子器件的设计提供了新的突破口。 （2）利用多晶Co/Pt结构中的非常规自旋霍尔效应产生的面外极化自旋流,实现多晶Co/Pt结构的零场磁矩翻转,并通过退火温度实现优化调控。常规自旋霍尔效应会产生面内的自旋极化电流,而非常规自旋霍尔效应产生的是面外自旋极化电流。非常规自旋霍尔效应可以从内禀上解决常规自旋霍尔效应无法在无场情况下翻转垂直磁矩的缺陷,是目前的研究热点。一般认为,只有在单晶的Co/Pt材料中,沿着特定晶轴方向才能产生非常规自旋霍尔效应。但我们通过偏置电流产生的磁滞回线的偏移,证实了在多晶的Co/Pt结构中非常规自旋霍尔效应的存在。通过退火温度的变化研究了体SOT效应在多晶Co/Pt薄膜中的可调性,电输运测试结果表明,经过退火处理后的多晶Co/Pt薄膜可以实现无场磁化翻转,并在450℃退火温度下样品的无磁场翻转比例达到最大。面外SOT效率与翻转性能一致,面外SOT有效场在退火处理后的多晶Co/Pt薄膜中出现,也在450°C时达到最大值。薄膜翻转性能关于晶体轴的依赖性表明,除了晶体轴的三倍调制外,翻转比还包含与晶体轴无关的贡献,这与单晶Co/Pt薄膜不同。我们的研究结果有助于理解SOT的机制,并为SOT器件的发展指明方向。

关键词： 二氧化锰   溶解迁移机制   表面微结构   自放电机制   氧空位工程  

摘要： 为了应对当今社会能源危机和环境污染问题,锂电池作为一种高效、环保的能源存储设备,在电动汽车、移动通信和新能源等领域得到了广泛应用。其中,锂/二氧化锰（Li/MnO2）电池作为一种高能量密度、环保便携的电池体系,在许多领域中具有广泛的应用前景。然而,其实际应用过程中存在一些问题,如自放电率高、实际质量能量密度较低、贮存寿命短等,限制了其进一步发展和应用。为了解决这些问题,本论文对Li/MnO2电池的表面微结构和放电过程中的溶解迁移机制进行了深入研究,旨在揭示MnO2在放电过程中的储锂机制与结构演化规律,为优化电池性能和解决高自放电率等问题提供理论依据和技术支持。 本文首先对锂原电池进行了概括说明,重点介绍了Li/MnO2电池的基本原理和结构特点,包括电池的工作原理、优缺点及改性方法等。接着,对MnO2的表面微结构和放电过程中的溶解迁移机制进行了深入研究。通过精细化表征技术,对MnO2的表面结构和电子态进行了详细的分析,探讨了MnO2在放电过程中结构演变的规律。揭示了最初锰离子的溶解来源于初始MnO2表面的低价锰离子,电池自放电过程起源于正极材料MnO2本身的表面微观结构,而低价态Mn离子的溶解和迁移机制机制加剧了电池容量损失以及自放电现象。 为了进一步提高MnO2的电化学性能,本文通过在不同气氛和温度下对MnO2进行热处理改性研究,探讨了氧空位调控方法对MnO2电化学性能的影响,研究表明在氧气气氛下热处理的MnO2具有更好的放电性能,这主要归因于MnO2体相氧空位浓度的增加和表面低价锰离子浓度的降低。通过第一性原理计算,探究了氧空位工程对MnO2电子结构和反应活性的影响机制,发现氧空位的存在使得进入MnO2内的锂离子扩散通道更宽,反应活化能更低且离子电导率大幅升高,这为改性后电池性能的提升提供了理论依据。 通过本论文的研究,不仅为解决Li/MnO2电池高自放电率等问题提供了理论依据和技术支持,也为优化电池性能和提高实际应用效果提供了有益的参考。同时,本研究还为其他化学电源领域的研究提供了新的思路和方法。

摘要： In 1932 the renowned Horace Lamb, while addressing the British Association for the Advancement of Science, reportedly said, "I am an old man now, and when I die and go to heaven there are two matters on which I hope for enlightenment. One is quantum electrodynamics, and the other is the turbulent motion of fluids. And about the former, I am rather optimistic". The quote perfectly describes our understanding of turbulence and our attempts to control *** appears as a phenomenon characterizing the flow of fluids. Since fluid models are often used in physics, turbulence frustratingly appears in many different areas. Thus, it is no surprise that it also manifests in the plasma contained in fusion machines. These machines attempt to mimic processes occurring in stars, meaning that if successful, they would produce vast amounts of energy to sustain our technologically evolving *** main obstacle to achieving this goal is turbulence, which enhances the transport of energy and mass inside fusion machines, destabilizing the plasma and disrupting machine operation. The primary types of magnetic fusion devices used are the tokamak and the stellarator, which are also the focus of this thesis. These are remarkable machines since they contain plasma heated to hundreds of millions of degrees at their core, while at their edge, the temperature must remain low enough to avoid melting their metal walls. This suggests a steep temperature gradient inside these machines, which, combined with the twisting of the magnetic field needed for containing the plasma, results in a variety of disruptive ***, as already stated, is one of these phenomena, and to make matters more challenging, it appears for various reasons and at different scales. Early magnetic fusion devices suffered from magnetohydrodynamic (MHD) mode-driven turbulence, but as they evolved, turbulence due to micro-instabilities on the spatial scale of the Larmor radius became the primary problem. T

关键词： 黑洞   X射线双星   引力波探测  

摘要： 迄今为止，银河系内发现的恒星质量黑洞均处于黑洞X射线双星(BlackHoleX-rayBinaries,BHXRBs)中。因为伴星充满了洛希瓣，向黑洞传输的物质会在其周围形成吸积盘并辐射X射线。黑洞低质量X射线双星(BlackHoleLow-massX-rayBinaries,BHLMXBs)是伴星质量小于1.0M☉的BHXRBs,约占现有BHXRBs的一半。黑洞极致密X射线双星(BlackHoleUltracompactX-raybinaries,BHUCXBs)是BHLMXBs演化到极短轨道周期(通常小于60分钟)的产物，可能表现为强X射线源，同时也是重要的低频引力波源。本文利用模拟演化程序研究了BHLMXBs的形成与演化。论文结构如下:　　第一章介绍了BHXRBs的观测特征与演化特性，并详细讨论了BHLMXBs的形成与演化以及其中包含的物理过程。BHLMXBs的形成存在目前理论无法解释的问题。BHLMXBs的演化被轨道角动量损失与双星的物质交流主导，并大概划分为五个阶段。BHUCXBs的形成过程具有多样性。除了密集环境中的恒星动力学影响，BHUCXBs的形成通道可以分为白矮星通道、主序星通道和氦星通道。白矮星通道作为经典通道已被广泛关注，但主序星通道和氦星通道的模拟研究还不够深入。最后介绍了BHXRBs作为低频引力波源的特性以及星载引力波探测器LISA。　　第二章介绍了BHUCXBs的主序星形成通道的双星演化模拟。结果包括轨道周期、伴星质量、质量传输率等物理量的演化特征，也有X射线光度、引力波频率等观测特征的变化。最后展示了BHUCXB引力波源的前身星的初始参数空间(伴星质量和轨道周期)。根据此参数空间可以得出银河系中BHUCXB引力波源的诞生率与探测数量。　　第三章则介绍了BHUCXBs的氦星通道，同样给出了其演化特征、观测特征以及作为引力波源的前身星的参数空间。根据此参数空间可以得出氦星通道下，银河系中BHUCXB引力波源的诞生率与探测数。我们还将主序星通道与氦星通道的演化与观测特征进行了简单的对比。　　第四章介绍了暗物质引起的动力学摩擦效应。目前理论认为暗物质会在黑洞周围聚集并形成密度峰值，伴星在暗物质背景中运动产生的动力学摩擦会损失双星的轨道角动量。暗物质动力学摩擦常被应用于超大质量黑洞或中等质量黑洞，目前还没有将其用于恒星质量黑洞双星的模拟演化研究。本章节介绍了暗物质动力学摩擦对恒星质量黑洞双星演化的影响，并证明了动力学摩擦引起的轨道角动量损失可以令人满意地解释BHLMXBs的形成问题。　　第五章进行了简单地总结，并对未来的研究进行了展望。BHLMXBs是研究致密天体的理想实验室，对其的观测与研究可以加深双星演化、吸积物理、公共包层演化等天体物理过程的理解。本文中的研究对于进一步完善BHLMXBs的演化模型有重要意义。

摘要： 临床医生可以借助胸部X射线片，判断某人是否罹患结核病、癌症或其他疾病，但无法判断其肺部功能是否正常。在一项最新研究中，日本科学家开发出一款高精度人工智能（AI）模型，可以通过患者的胸部X射线片判断其肺功能。相关研究论文发表于近日出版的《柳叶刀数字健康》杂志。

关键词： 胰肠吻合口瘘   腹腔镜下胰十二指肠切除术   X射线   胰腺星状细胞  

摘要： 目的 鉴于目前腹腔镜下胰十二指肠切除术(laparoscopic pancreaticoduodenectomy,LPD)后胰肠吻合口瘘发生率较高,依然是制约LPD广泛开展的主要瓶颈。本课题拟从胰肠吻合方式的改进及促进胰肠吻合口愈合的影响因素的探索研究两方面来改善LPD术后胰肠吻合口的愈合过程,以期开发更为有效的LPD术后胰肠吻合口瘘的防治方式,达到加速康复外科的效果。 方法 (1)提出“五针法”胰肠吻合技术应用于临床LPD,设计临床试验:入组78例病例,其中试验组(“五针法”胰肠吻合)43例,对照组(传统“导管对粘膜”胰肠吻合)35例,对比分析手术相关并发症及手术时间、术中出血量等手术相关指标的统计学差异,明确“五针法”胰肠吻合技术对LPD术后并发症尤其是胰肠吻合口瘘防治的应用价值。 (2)基于小剂量X射线照射对胰肠吻合口瘘愈合具有促进作用的临床现象,首先建立小鼠胰肠吻合模型,并对其进行小剂量X线照射后获取血液及吻合口周围胰腺组织,通过HE染色及免疫组织化学染色等方法,观察小剂量X线在小鼠胰肠吻合口愈合的作用。然后通过体外培养胰腺星状细胞(pancreatic stellate cells,PSC),结合CCK8实验、ELISA实验和q RT-PCR实验挑选出促进PSC活化和增殖的X线最佳照射剂量和照射时间,联合高通量测序和生物信息学技术挖掘出X线促进PSC增殖活化的关键作用靶点和下游通路,结合q RT-PCR实验和Western Blot实验对其进行验证。随后使用慢病毒转染技术干预关键靶点的m RNA和蛋白水平,并通过抑制剂逐步干预下游通路来明确靶点与下游通路间的关系。最后我们对预留小鼠胰肠吻合口周围胰腺组织通过免疫组化检测关键靶点及下游通路相关因子的表达差异,进一步阐明小剂量X线对关键靶点及下游信号通路相关因子表达的影响。 结果 (1)与对照组相比较,“五针法”胰肠吻合方式不会增加术后胰瘘、胆瘘、术后出血及围术期死亡率等手术相关并发症的发生率,并且可以显著缩短手术时间(270±170 mins vs.300±210 mins,p=0.019);亚组分析进一步得出,对于胰管直径≤3mm的病例,“五针法”胰肠吻合方式胰肠吻合口瘘发生率显著低于对照组(12.5%vs.53.8%,p=0.007)。 (2)与未照射组相比,经X线照射后的胰肠吻合模型小鼠静脉血炎症相关生化指标显著改善(P<0.5),HE染色结果提示经X线照射后的胰肠吻合口处炎性细胞浸润程度明显降低(P<0.5),胰肠吻合口周围组织纤维化程度明显升高,吻合口贴合更加致密,且免疫组织化学染色提示小剂量X线能够显著促进吻合口周围胰腺组织内PSC的增殖活化及细胞外基质相关蛋白的分泌,如I型胶原蛋白和纤维连接蛋白(P<0.5);体外细胞实验表明0.1Gy和0.2Gy剂量的X射线对PSC的促进作用最为显著(P<0.0001)。高通量转录组测序联合生物信息学分析结果提示X射线是通过靶向胶原三股螺旋重叠蛋白(Cthrc1)调节下游信号通路TGFβ1/Smad3促进PSC的活化与增殖。q RT-PCR和Western Blot实验结果均验证了上述结果。在干预Cthrc1表达水平基础上给予X线照射后的PSC活化程度明显改变(P<0.5),与此同时PSC分泌I型胶原蛋白和纤维连接蛋白的水平也产生显著变化(P<0.5)。进一步对吻合口周围胰腺组织进行免疫组化研究表明经X线照射后组织中Cthrc1及TGFβ1/Smad3信号通路相关因子表达水平显著增高(P<0.5)。 结论 (1)腹腔镜下“五针法”胰肠吻合技术是一项操作简便、安全实用的腹腔镜下胰肠吻合技术,能够显著缩短手术时间,利于LPD的广泛开展。更加适用于胰管不扩张病例,能够显著降低该类患者术后胰肠吻合口瘘的发生率。 (2)小剂量X射线能够降低胰肠吻合口周围及全身炎症并促进PSC活化和分泌细胞外基质,最终促进吻合口周围纤维结缔组织形成,从而达到预防胰肠吻合口瘘的发生及促进其愈合的作用。且该作用是通过Cthrc1/TGFβ1/Smad3信号通路介导。

关键词： 低维金属卤化物   X射线探测   材料设计   制备工艺   均匀成像  

摘要： 钙钛矿型金属卤化物（本文统一使用“金属卤化物”这一术语来指代钙钛矿型金属卤化物）,因其卓越的光电性能、较低的制造成本和全溶液制备工艺,在X射线探测领域受到了广泛关注。然而,基于ABX3型金属卤化物的X射线探测器通常面临稳定性较差的问题,致使其难以大规模推广。通过降低金属卤化物的结构维度,可以显著提升材料的激子结合能、离子迁移活化能和水氧抗性,从而增强其作为X射线探测器应用时的使用稳定性和环境稳定性。同时,低维金属卤化物也展现出更强的设计灵活性（包括组分和维度）,因而可以通过材料设计满足不同场景的探测需求。 尽管低维金属卤化物在X射线探测领域展现出诸多优势,但其光电性能的不足和大尺寸制备工艺的匮乏,仍然对其实际应用提出了若干挑战。（I）低维金属卤化物中有机组分的低介电常数和高电阻率提升了载流子输运时的能量势垒,导致其载流子分离和提取效率下降,从而损害了其作为直接型X射线探测器应用时的探测灵敏度;低维金属卤化物的强“电子-声子”相互作用,增大了辐射发光光谱的半峰宽和辐射发光衰减寿命,对其作为间接型X射线探测器应用时的探测效率和时间分辨能力造成破坏。（II）低维金属卤化物材料普遍通过溶液法进行制备,导致其材料尺寸严重受限,难以实现大面积成像应用。本文旨在解决低维金属卤化物光电性能不足和制备方法匮乏的两大关键科学难点,面向单像素点扫描、多像素点线扫描和平板探测三种成像应用需求,综合运用材料设计、器件结构优化以及制备工艺探索的优化策略,开展了一系列系统性的研究工作。具体研究内容如下: （1）针对低维金属卤化物载流子输运效率低和材料厚度受限的问题,本研究提出了一种二维金属卤化物的层间耦合增强策略。通过设计双胺分子,构筑DJ（Dion-Jacobson）型金属卤化物,将层间弱范德华力转化为强氢键作用,从而显著增强了二维金属卤化物的层间耦合效应,有效提升了载流子输运效率和单晶厚度。同时,这一设计还降低了材料的晶格微应力,减少了缺陷态密度,进一步优化了材料性能。此外,本研究还对器件结构进行了设计,以优化载流子输运方向,规避有机层对载流子输运的阻碍,进一步提升探测器的载流子输运和提取效率。基于上述原因,本工作制备的BDA2Ag Bi Br8（BDA=丁二胺）单晶型X射线探测器展现出了高达2638μC Gyair-1 cm-2的探测灵敏度。最终,得益于X射线探测灵敏度的提升和离子迁移的有效抑制,所构建的单像素点扫描成像系统展现出了优异的成像均匀性。 （2）针对低维金属卤化物非辐射复合严重和大尺寸材料生长困难的痛点,本研究提出了零维金属卤化物的缺陷态调控策略,并开发高均匀Cs4Pb Br6晶片的等静压制备路线。通过密度泛函理论计算与实验测量相结合的方法,深入揭示了Br空位对能级结构、电荷输运特性和器件性能的影响,并据此提出了通过控制材料结晶速率抑制Br空位密度的方案,从而显著提升了Cs4Pb Br6-X射线探测器的灵敏度。最终,基于材料合成和制备工艺优异的可重复性和均匀性,本工作搭建的多像素线扫描成像系统实现了高均匀的大面积扫描成像应用。 （3）针对低维金属卤化物厚膜因结晶性差和应力累积导致电荷输运效率低和致密性差的问题,本研究提出了构筑新型中间体的策略对刮涂厚膜的结晶过程进行优化。由于N,N-二甲基丙烯基脲（DMPU）的大尺寸和与Bi Br3的高亲和性,DMPU能够与Bi Br3紧密结合,形成Bi Br3?2DMPU中间体,从而增大Bi Br3的晶格间距。这种设计不仅降低了ATP3Bi2Br9在成膜过程中的结晶速率,还可以减小结晶过程的晶格膨胀,从而提升膜的结晶性和致密性。最终由于电荷输运效率和膜完整性的提升,基于ATP3Bi2Br9的X射线探测器表现出了超高的灵敏度,并实现了高均匀平板探测成像应用。 （4）针对低维金属卤化物辐射发光衰减寿命长以及大尺寸制备工艺匮乏的问题。本研究通过构筑金属卤化物低维量子点,在保证强发光性能和环境稳定性的同时,实现快速荧光衰减（35.68 ns）。并通过调节Mn发光中心和卤素种类,实现了对Cs Pb X3量子点辐射发光强度和波长的精细调控。此外,本研究通过设计新型纸基喷涂工艺和柔性X射线成像系统,充分利用量子点材料优异的发光性能和强溶解性,实现了对复杂表面物体高均匀、无畸变的精确成像和可视化辐照强度指示的应用。