稀土掺杂的上转换发光纳米晶由于其独特的上转换发光性能,如优异的光稳定性、无频闪现象、无荧光背底、穿透深度大、多色发光被应用于诸多领域,尤其在生物成像领域,应用潜力巨大。选择合适的稀土上转换基质材料,实现其可控合成,以满足生物成像需求具有重要的学术价值和实际应用意义。稀土-碱土氟化物和碱土氟氯化物具有较低的声子能量和良好的化学稳定性,是理想的上转换基质材料。众所周知,纳米晶性能很大程度上依赖于纳米晶的晶相、尺寸和形貌。因此,对碱土-稀土氟化物、氟氯化物实现可控合成,研究其晶相、尺寸和形貌变化规律,以期得到尺寸和形貌可控的,具有很好的上转换发光性能的纳米晶是很有必要的。因此,本文主要研究内容及成果如下:1.Ba-Cl-F体系纳米晶的可控合成及上转换发光性能。使用溶剂热法,调节F-/Ba²⁺摩尔比为1:1、2:1、3:1和4:1时,体系产物分别为四方相BaFCl、纯六角相Ba₇F₁₂Cl₂、纯六角相Ba₇F₁₂Cl₂、六角相Ba₇F₁₂Cl₂与BaF₂的混合物,且六角棒状Ba₇F₁₂Cl₂随F-/Ba²⁺摩尔比增大而变长,直径变小,尺寸均匀性变差;逐步提高反应温度从室温至200℃,体系产物有从四方相BaFCl向六角相Ba₇F₁₂Cl₂的相转变规律;延长反应时间从3h到12h,体系产物先由立方相BaF₂氯化为四方相Ba FCl,后氟化为六角相Ba₇F₁₂Cl₂;增大NaOH投入量,有利于四方相BaFCl向六角相Ba₇F₁₂Cl₂的相转变,且六角相Ba₇F₁₂Cl₂的各向异性生长变弱,尺寸均匀性变好。提高Yb³⁺掺杂浓度,纯相BaFCl:Yb³⁺,Er³⁺纳米晶尺寸先变大后变小,上转换绿光发射带强度逐步减弱;提高Yb³⁺掺杂浓度,Ba₇F₁₂Cl₂:Yb³⁺,Er³⁺纳米晶中BaFCl百分比含量增加,上转换绿光发射带强度增强,红光发射带减弱。2.Ba-Yb-F体系纳米晶的可控合成及上转换发光性能。使用溶剂热法,在加入0.6g NaOH时,体系产物包括六角相NaYbF₄、立方相Na5Yb9F32、单斜相BaxYb1-xF3-x（0.2≤x≤0.5）、立方相BaYbF₅和立方相BaF₂。在不加入NaOH时,Ba-Yb-F体系纳米晶的晶相包括YbOF、单斜相BaYb₂F₈、立方相BaYbF₅和立方相BaF₂;在加入0.6g NaOH时,名义组成为BaxYb1-xF3-x（0.2≤x≤0.5）的纯单斜相区,单斜相纳米片的尺寸随Yb³⁺投入量的变化而发生变化;在纯立方相BaYbF₅区（0.65≤x≤0.8）,立方相的形貌随Yb³⁺的投入量的变化而发生规律变化;Na⁺的存在对单斜新相BaxYb1-xF3-x（0.2≤x≤0.5）的形成有诱导作用;对单斜相BaxYb1-xF3-x（0.2≤x≤0.5）掺杂Er³⁺,可实现多色发光;对BaYb₂F₈掺杂Er³⁺/Tm³⁺可实现其上转换多色发光。3.Mn²⁺掺杂的BaYbF₅:Er的制备及上转换发光性能。在Mn²⁺的投入量高达40mmol%时,纳米晶的晶相仍为纯相BaYbF₅:Er。纳米晶的尺寸随Mn²⁺掺杂浓度增大而减小;上转换发光强度则随掺杂浓度增大而降低。