近年来,纳米材料因其在催化、光学、电子学、生物医药等前沿领域的快速发展而备受关注。随着合成策略和材料表征技术的进步,人们对纳米材料性质的探索与理解不断深入。作为各种研究的基础,高质量纳米材料的可控制备成为诸多研究必不可少的部分。其中核壳结构纳米材料由于具有一系列突出的性能而引起研究人员的重视。壳层的存在能够改良原有纳米颗粒的性质,例如,提升纳米颗粒的稳定性、分散性;改善半导体材料的光电性能;影响内核纳米颗粒的生长;提升纳米颗粒的催化活性等。虽然研究人员已成功制备一系列具有核壳结构的纳米颗粒,但现有的研究大多依赖于实验人员的研究经验,存在重复性差等问题。因此,对于核壳结构的形成机理和壳层材料作用机制的研究显得尤为重要。本论文从核壳纳米晶的可控制备出发,深入研究了壳层材料对内核纳米晶光学性能、稳定性、生长模式等方面的影响,并进一步探索了核壳结构在信息存储和光热治疗等方面的应用前景。本论文的主要研究内容如下:1.通过在CsPbX-3纳米晶表面构筑PbSO4壳层,制备CsPbX-3@PbSO4核壳结构纳米晶,以提升CsPbX-3纳米晶的光学性能和稳定性。我们证实SO42-与CsPbX-3表面富余的铅离子结合,有效地降低了纳米晶的表面缺陷,所制备的CsPbX-3@PbSO4纳米晶展现出超过95%的荧光量子产率。此外,在惰性壳层的保护下,CsPbX-3@PbSO4纳米晶对抗极性溶剂（包括乙醇和丙酮）处理、光照辐射和阴离子交换的稳定性都得到了显著提高。2.通过高温烧结策略,在CsPbX-3纳米晶表面成功引入NH4AlP2O7壳层对进行封装,极大提升了其稳定性。理论计算证明P2O74-通过Pb-O键与CsPbBr3表面的Pb原子结合。稳定性测试结果表明,所制备的核壳结构在苛刻的环境条件下保持完整结构和性能,如分散在水溶液中（pH=2、7、12.5）可储存长达400天而无光学性能损失。基于其在水溶液中具有优异的稳定性,CsPbX-3纳米晶被应用于喷墨打印和信息存储,并表现出优异的性能。3.利用酚醛树脂（RF）壳层作为金颗粒生长的限域空间,探究物质传输对限域空间生长影响。通过调节RF的交联度可以精准控制Au单体在限域空间的传输速率,从而改变传统“Layer-by-Layer”晶体生长模式。结果显示,随着传输速率的减缓,在限域空间自成核现象越发明显;同时,我们设计RF壳层作为表面应力调节剂（草酸）的缓冲池,调节金种子的表面应力,制备了在近红外区存在高效光热转换的金超粒子。4.利用聚多巴胺原位吸附对金种子表面进行修饰,调节其表面应变累积速率,从而将“Frank-van der Merwe（Layer-by-Layer）”晶种生长模式调整为“Volmer-Weber（Island）”模式。这一合成方法的关键在于聚多巴胺不断吸附在更新的种子表面,以确保再生长的金延续岛状生长模式。制备的多枝杈纳米晶表现出宽光谱吸收和91%的光热转换效率。基于此,我们将这一材料用于癌症治疗中,并通过蛋白质组学分析揭示其详细的生物分子机制。