近年来,染料敏化稀土上转换纳米材料是人们研究的热点。利用有机染料大而宽的吸收带宽可以改善稀土上转换纳米晶吸收截面弱的缺陷,因此两者通过天线作用进行桥联可以高效率的进行能量转换,增强上转换发光。所以这一材料被广泛应用在成像、显示、太阳能电池以及防伪等各个领域。本文主要是以IR806染料作为能量供体,选用小尺寸Na YF₄:Gd,Yb,Er@Na Gd F₄:Yb核壳结构纳米晶这一能量受体作为发光中心,探究其发光性能以及上转换机制。首先实验讨论了有机染料与纳米晶的最佳反应条件,探究不同染料的溶剂、水氧环境以及纳米晶表面配体对染料敏化纳米晶光学性能的影响。结果发现,当有机染料IR806溶在无水氯仿中且在无水氧的环境下与纳米晶敏化时效果最好。在此基础上,实验采用溶剂热法合成了小尺寸（约6 nm）β相Na YF₄:Gd,Yb,Er单核纳米晶。由于Gd³⁺存在重原子效应,实验时通过改变内核中Gd³⁺掺杂比例探究其发光性能,然后分别对不同掺杂含量的纳米晶进行有机染料敏化实验,探究染料掺杂浓度对发光强度的影响。实验结果最终表明,当内核中Gd³⁺掺杂含量为50%时,有机染料IR806的反应浓度为1μg/m L,此时540 nm处荧光强度相比未敏化的纳米晶增强约1550倍,之后根据吸收光谱以及能级图探究了染料敏化上转换单核纳米晶的上转换发光机制。最后,通过注射法将NaYF₄:Gd,Yb,Er纳米晶进行1～2 nm的活性壳层包覆。结果显示,改变壳层中Yb³⁺的浓度并没有改变壳层厚度,同时XRD检测结果仍然为β相,说明用该方法合成的核壳结构纳米晶在实现壳层可控合成的同时,并没有改变晶相。之后,按照同样的条件进行了染料敏化实验,发现当Yb³⁺掺杂量为40%,染料的最佳浓度为5μg/m L时,纳米晶在540 nm处的发光强度达到最强,与敏化前的单核纳米晶相比增强约26000倍。随后,对这一体系的发光机制进行再次探究。通过一系列的研究发现,水氧对于有机染料IR806的三线态有很大影响,同时对于一定浓度的Gd³⁺,其重原子效应可以诱导三线态的产生,有利于上转换的产生,提高上转换发光强度。此外Gd³⁺的顺磁特性有利于拓宽该材料在核磁共振成像等生物领域的应用。