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稀土上转换发光纳米晶由于其在生物标记，治疗方面的独特优势，近些年来引起人们的广泛关注。上转换发光材料用近红外光激发，可避免通常用紫外光激发导致的生物体的损伤，同时可避免生物体自身荧光，且对环境不敏感，发光稳定，因而会大大提高检测灵敏度或图像的清晰度。另外其生物毒副性小，没有光漂白，利于进行体内检测。因此，纳米上转换晶体在生物领域具有非常大的应用潜力鉴于以上背景，本文设计合成了具有较高发光效率的Yb3+/Er3+共掺NaYF4体系并研究了其上转换发光性质；针对发光纳米晶的表面效应问题，采用YAG：Ce3+纳米材料体系探讨了其发光动力学过程；最后对纳米颗粒进行同质包覆和二氧化硅包覆的合成和发光性质做了相关的表征和分析。
第二章采用络和沉淀和水热结合的方法成功制备出了平均粒径在25 nm左右，水溶、醇溶性良好的Yb/Er共掺NaYF4上转换纳米晶体。并对上转换纳米晶体的上转换发光光谱溶剂依赖性、发光强度功率依赖关系做了详细的分析。
第三章采用YAG：Ce3+体系表面效应的时间高分辨光谱分析。从发光动力学的角度直接见证了纳米材料发光过程中的表面效应。
第四章进行了上转换纳米材料的同质包覆，有效提高了上转换的发光效率，SiO2包覆处理为以后的生物在体检测或体外检测奠定了基础。