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随着科学的发展和技术的提高，稀土上转换纳米材料开始得到越来越多的关注。通过对纳米材料合成方法的研究、对发光性能的逐步改进、以及对生物成像应用潜能的挖掘，稀土上转换发光纳米材料的研究已经触及多个领域。本论文对稀土上转换纳米材料的形貌表征、上转换荧光性能的调控、发光机理的探索以及应用潜能方面做出了一系列的研究工作。结果如下: 1.通过溶剂热法和后续的热分解法成功制备了异质核壳结构的α-NaLuF4∶Yb/Er@NaLuF4∶Yb@MF2(M=Ca，Sr，Ba)上转换纳米晶(UCNPs)，并且使用了X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和上转换荧光光谱仪等对样品进行了表征。结果表明，包覆CaF2壳层的样品形貌与核α-NaLuF4基本相同，而包覆SrF2和BaF2壳层的样品形貌发生了明显的改变。在980nm激光的激发下，包覆MF2壳层样品的上转换荧光强度都被显著提高，其中包覆CaF2的样品拥有最强的荧光，而包覆BaF2的样品拥有最长的寿命。这些结果表明碱土金属氟化物是提升上转换荧光性质的理想材料。同时，三元的NaREF4与二元的MF2之间存在不同程度的晶格失配度，而晶格失配度对UCNPs形貌和荧光的影响在本文中也被详细的探讨。成功合成的NaLuF4∶Yb/Er@NaLuF4∶Yb@MF2(M=Ca，Sr，Ba)为异质核壳结构UCNPs的制备做出了新展望。 2.六方相NaBiF4作为一个新的上转换发光(Upconversion luminescence，UCL)基质，具有进一步开发的潜力。但目前对基于该基质的上转换发光材料的研究工作刚刚起步。例如，当将Mn2+掺杂到NaBiF4∶Yb/Er体系中后，其是否会像常用的NaYF4∶Yb/Er/Mn体系那样从六方相转变为立方相，并且随后红光发射大幅度增强，仍然处于未知状态。通过溶剂热法成功制备了不同Mn2+掺杂量的NaBiF4∶Yb/Er/Mn上转换发光体系，详细研究了其形貌、晶相、上转换发光性能随Mn2+掺杂量的不同而发生的变化情况，并探讨了该体系的能量传递机理。实验结果表明，Mn2+的掺杂不会引起NaBiF4从六方相转变为立方相，但会增大其尺寸;同时在NaBiF4体系中，Mn2+可以和Er3+进行能量传递，使红光发射得到一定的提升，并且随着Mn2+浓度的增加，红/绿光发射强度比也会随之增大。此外，我们还考察了NaBiF4∶Yb/Er/Mn体系的变温发射光谱，发现当温度升高时，红/绿光比以及520nm绿光与540nm绿光发射强度比都大体呈现增大趋势。