稀土上转换发光纳米晶由于其在生物标记、治疗方面有着独特的优势，近年来引起了人们的广泛关注。稀土掺杂上转换发光纳米材料在红外与近红外光的激发下，能够实现上转换过程发射出可见光。而生物组织的光透过窗口正好处于这个波段，这意味着激发光能够穿透到生物组织的内部，实现体内荧光探针发光。同时，红外激发光能量较低，不足以激发生物组织的自发荧光，因此用这种激发光源可以有效地减小非特异性荧光背景、提高信噪比，在很大程度上提高生物检测和成像的灵敏度。最后，除了以上优点，稀土掺杂的上转换发光纳米材料还具有光稳定性好、发光灵敏性高、生物毒性低、化学性质稳定等优点。鉴于以上优点，稀土掺杂的上转换发光纳米材料能够成为理想的生物荧光探针。本文设计结合了具有较高发光效率的Yb³⁺/Er³⁺共掺NaYF₄体系，研究了其上转换发光性质，并得到了一些创新性结果，主要内容如下：1)发展了离子热法合成上转换的方法，通过调节离子液体的性质如：粘度、极性、溶解力、表面张力讨论了它们对稀土离子在其中的溶解、扩散和成核过程的影响。最终通过控制离子液体的这些性质对产物的形貌和大小进行了调节，得到了大小形貌与相可调的上转换纳米粒子。并在总结以上实验结果的基础上对成核过程和机理也进行了讨论，得出了上转换纳米晶在离子液体里的具体成核过程，最后通过对合成产物的光谱进行分析发现离子热合成方法不会对上转换发光光谱产生影响。2)进行了上转换材料的同质包覆，有效的提高了上转换发光效率，并通过调节核壳结构中壳层内的Yb³⁺的浓度研究了核壳结构的壳中敏化剂Yb³⁺的浓度淬灭效应，得到了最佳的壳层掺杂浓度。