上转换纳米晶可在近红外光的激发下发射可见光,作为荧光探针应用在生物医学领域独具优势。与有机染料分子或半导体量子点等下转换发光材料相比,上转换纳米晶具有毒性小、稳定性好、探测深度远、辐射损伤低、信噪比高、无荧光闪烁（blinking）等显著优点。六方（?）相氟化物基上转换纳米晶NaLnF₄:Yb³⁺,Er³⁺（Ln=Y,Gd,Lu,Yb）被认为是目前最高效的上转换体系,针对其在生物成像、生物检测、疾病治疗等方面的应用,国内外学者已开展了大量出色的研究工作。但是,符合生物应用要求的超小上转换纳米晶（<10nm）的基质组分可控合成仍是亟需解决的材料学领域难题之一。本文采用共沉淀法制备了四种常见的氟化物基上转换纳米晶?-NaLnF₄:Yb³⁺,Er³⁺（Ln=Y,Gd,Lu,Yb）,考察它们的生长行为,以及最终合成纳米晶尺寸产生巨大差异的原因;在此基础上,改进共沉淀合成工艺成功制备了不同基质组分的超小上转换纳米晶颗粒,并对其尺寸调控和发光性能进行了研究。具体内容如下:首先,采用共沉淀法制备了四种氟化物基上转换纳米晶,分别研究了其生长行为。对于NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺、NaYbF₄:Er³⁺和NaLuF₄:Yb³⁺,Er³⁺,其生长机制可归结为立方晶相溶解-六方晶相再结晶过程,即首先生成立方相纳米晶,随着反应温度的升高或反应时间的延长,立方晶相颗粒不断溶解消失,六方晶相逐渐形核长大,直至形成尺寸均匀、结晶性良好的六方晶相纳米颗粒。对于NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺,直接成核生成六方相纳米晶,升高温度或延长反应时间均不会改变晶相,仅会使颗粒尺寸增大、结晶性改善。其次,研究了四种氟化物基上转换纳米晶存在巨大尺寸差异的原因。(NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺（8nm）、NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺（30nm）、NaYbF₄:Er³⁺（180nm）、NaLuF₄:Yb³⁺,Er³⁺（220nm）)。?-NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺的六方相纳米颗粒直接由反应体系中原料单体成核,形核率高,因此最终尺寸小;其它三种纳米晶最终尺寸的差异是由于其六方相形核率不同,形核率越高,纳米晶尺寸越小。因此,不同基质纳米晶尺寸的差异主要源于晶体形核率的差异,形核过程中克服的能垒?G*越小,纳米晶形核率就越高,尺寸也就越小。最后,采用改良共沉淀法合成了6nm左右的基质组分可控的六方相氟化物基上转换纳米晶颗粒,并对其尺寸调控和发光性能进行了研究。沉淀剂采用过量的NH₄F固体是超小纳米晶合成的必要条件,合适的NH₄F溶解温度（100℃）、NH₄F溶解时间（50min）及高温短时（310℃,30min）的加热制度均有利于超小纳米晶的合成,其共同原理均在于提高晶体形核率的同时避免其过度长大。相近尺寸下,NaYbF₄:Er³⁺的发光强度显著弱于其它纳米晶是由于过量敏化剂导致的浓度猝灭,其它三种纳米晶发光强度的差异则来源于纳米晶颗粒表面缺陷浓度的差异。在四种超小上转换纳米晶表面包覆厚度约4⁵nm的NaYF₄惰性壳,纳米晶发光强度均得到显著提高,且NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺@NaYF₄和NaLuF₄:Yb³⁺,Er³⁺@NaYF₄的发光强度强于NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺@NaYF₄和NaYbF₄:Er³⁺@NaYF₄。