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近年来,上转换发光纳米材料(UCNPs)在生物方面的应用倍受人们关注。相对于其他发光材料而言,UCNPs由于拥有许多的优点,例如毒性小、化学稳定性高、光稳定性好、较深的光穿透深度、无背景荧光等,在生物标记和生物检测等领域拥有广阔的前景。但是UCNPs在生物领域的应用受到两方面的制约：一方面,980nmm近红外激光容易诱导组织损伤；另一方面,相对于体相材料,纳米材料的上转换荧光强度较低。本论文以808nmm半导体近红外激光器作为激发光源,降低了过热效应造成组织损伤的可能性；并在Yb3+掺杂的UCNPs中引进Nd3+离子作为新的近红外吸收剂和敏化剂,以达到增强荧光发射的目的。首先,采用溶剂热法合成了用980nm半导体红外激光器激发的β-NaYF4:Yb3+/Er3+上转换发光纳米材料,研究了反应条件对材料粒径、晶体类型和荧光发射强度的影响。通过优化合成的纳米材料在荧光强度、晶型纯度、粒径大小和均匀度等方面达到了生物领域检测的基本要求。其次,在上述基础上合成了可以用808nm半导体红外激光器激发的NaYF4:Yb3+/Er3+/Nd3+上转换发光纳米材料,研究了Nd3+离子的掺杂浓度对纳米晶的粒径、晶体类型、上转换荧光光谱和荧光寿命的影响,结果表明808nm激发下的NaYF4:20%Yb3+/2%Er3+/0.5%Nd3+上转换纳米晶具有最强的荧光发射。通过对该样品上转换发光机理的研究,得到808nm激发下Nd3+→Yb3+→Er3+能量传递机制可以使能量有效传递,Yb3+离子可以在Nd3+和Er3+离子能量传递的过程中起到桥梁作用。最后,进行了大浓度掺杂Nd3+离子的研究,发现在较低合成温度下可以实现NaYF4纳米晶由立方晶型向六方晶型的转变。因此,我们可以通过稀土离子的大浓度掺杂来实现较低温度下对上转换纳米晶晶体类型的调控。