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随着国民经济的高速不断发展,人们对于照明、冶金、载运、船舶、生物医学所应用的材料提出了更高的要求。稀土掺杂NaYF4纳米粒子因其具有优异的光学性质以及稳定的化学性能,毒性低以及大的Stokes位移等优点,使其在温度探针、光电显示、生物成像、荧光探针以及生物传感器等领域快速发展并具有广泛的应用。因此,本文以NaYF4作为基质材料,分别用不同的合成方法合成了不同稀土元素掺杂的生物医学探针材料和照明材料,探究了其光热转换性能、温度传感特性和光学跃迁特性,结果如下所示:(1)通过高温热解法制备了 NaYF4:Dy3+/Yb3+@NaYF4:Er3+/Yb3+核壳纳米粒子。研究了其温度传感、荧光温度猝灭和光热转换性能。通过荧光分支比(FIR)的测量表明,NaYF4:Er3+/Yb3+壳粒子在温度检测和读数方面具有良好的性能。同时,还证实了 Er3+的绿色荧光温度猝灭的主要原因是由于4S3/2态的非辐射跃迁几率随温度的升高而增加。此外,基于实验确定的核壳结构的温度传感特性进一步的研究了光热转换性能。证明了核壳纳米颗粒可以有效地将激发光能转化为热能。(2)通过自燃烧辅助氟化法合成了掺有不同浓度Sm3+的NaYF4晶体。用X射线衍射(XRD)检测了荧光粉的晶体结构,并确认了 NaYF4:Sm3+为纯相样品。光谱数据表明了激发波长依赖于Sm3+掺杂浓度。电偶极-电偶极相互作用(D-D)被证实是Sm3+之间能量转移的主要机制,并且在Van Uitert模型的基础上再次证实了这一结论。在Judd-Ofelt(J-O)理论的框架内研究了 NaYF4:Sm3+的光学跃迁特性,获得了感兴趣的跃迁能级的辐射跃迁速率和本征寿命。进一步详细研究了随温度变化的荧光发射,发现基于Arrhenius模型的Crossover过程可以很好地解释4G5/2能级的荧光温度猝灭行为。(3)通过自燃烧辅助氟化法合成了不同Dy3+浓度掺杂的NaYF4:Dy3+结构晶体。利用XRD和扫描电镜(SEM)确定了合成了β-NaYF4纯相样品。通过观察激发光谱和发射光谱发现了 Dy3+掺杂浓度对光强的影响,并在Van Uitert模型的基础上证实了 D-D作用是Dy3+能量转移的机制。通过计算了 NaYF4:Dy3+荧光颗粒的黄蓝光比(Y/B)和研究色坐标参数,为白光LED照明材料提供了更多的选择和新的发展。