近年来,由于稀土掺杂的无机上转换纳米晶具有大的反斯托克斯位移、高的光学稳定性、成像背景低、生物毒性低,以及激发光生物组织穿透深度较深等优点,而受到了持续关注。稀土掺杂纳米晶的可控合成对于调控材料发光性质的特异性至关重要,同时可以通过构筑外延核壳结构体系处理内核纳米晶的表面,从而减少其表面稀土离子由于暴露而产生的表面淬灭效应。本文利用热裂解法合成不同掺杂离子的单核氟化物纳米晶,并在其基础上进行外延复合核壳结构纳米晶的制备,研究相关上转换发光性能及其物理机制。本文以α-NaYbF₄纳米晶为基质材料,通过对反应温度、反应时间、前驱体的量、原材料的量及溶剂OM的量进行调节,精细调控纳米晶体成核以及生长过程,制备出单分散性较好的、尺寸均一（20-25 nm）的单核α-NaYb F₄:Er纳米晶,成功实现对α-NaYbF₄:Er纳米晶形貌和尺寸的可控合成。研究发现纳米晶产物尺寸与体系的反应温度、反应时间、以及稀土前驱体的用量关系密切。实验确定最佳合成单核纳米晶产物的条件为:反应温度280oC、前驱体量1 mmol、三氟乙酸钠2mmol、反应时间30 min和OM的用量为16 ml。另外,本论文选择晶格匹配度高、光学透明性好、以及生物兼容性好的CaF₂物质对合成出的α-NaYbF₄:Er纳米晶核进行外延包覆,构筑α-NaYbF₄:Er@CaF₂核壳纳米晶。利用透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和光致发光光谱仪等手段对所合成的核壳纳米晶的形貌、晶相和光谱图进行表征。上转换光致发光光谱的研究表明核壳结构纳米晶α-NaYbF₄:Er@CaF₂的发光强度要高于单核α-NaYbF₄:Er纳米晶74倍左右,同时高于常规α-NaYbF₄:Er@NaYF₄核壳纳米晶5倍,证明CaF₂作为外延壳层材料具有极大的优越性。另外,论文进一步测量上转换发光强度对激发功率依赖关系,并分别取双对数进行线性拟合,研究各个波段发射光发出所需要的有效光子数。发光强度-功率依赖关系研究表明α-NaYb F₄:Er@CaF₂核壳结构纳米晶双对数曲线斜率远小于裸核α-NaYbF₄:Er和常规α-NaYbF₄:Er@NaYF₄核壳纳米晶拟合的斜率,证实α-NaYbF₄:Er@Ca F₂核壳中铒离子中间态能级具有最高的上转换速率/辐射速率比值,进一步证实CaF₂壳层包覆的优越性。此外,研究表明通过CaF₂的包覆可以增强掺杂离子为Ho3+和Tm3+时不同颜色上转换发光,显示出该方法的普适性。