上转换纳米颗粒因其能够将低能量的近红外光转换为高能量的可见光或紫外光而受关注。在众多上转换材料体系中，NaYF4:Yb,Er具有良好的上转换发光性能。然而，为了进一步优化其性能以满足不同应用场景的需求，掺杂其他稀土元素成为了研究目的。

合成方法：采用热分解法合成NaYF4:Yb,Er上转换纳米颗粒。首先，将稀土硝酸盐溶解在油酸和十八烯的混合溶液中，在氮气保护下加热至一定温度形成均匀的前驱体溶液。然后，快速注入NaF溶液，在高温下反应一段时间后，冷却至室温。对于Nd3+掺杂的样品，在稀土硝酸盐混合溶液中加入不同摩尔比例的Nd(NO3)3，按照相同的合成步骤进行制备。

光学性能

发光强度：荧光光谱分析发现，适量的Nd3+掺杂增强了NaYF4:Yb,Er纳米颗粒的上转换发光强度。在近红外光激发下，原本较弱的绿光和红光发射峰强度得到明显提升。这是由于Nd3+作为敏化剂能够更有效地吸收激发光能量，并将其传递给Er3+激活剂，从而促进了上转换发光过程。然而，当Nd3+掺杂量过高时，发光强度出现下降趋势，这可能是由于浓度猝灭效应导致的能量传递效率降低。

发光颜色：随着Nd3+掺杂量的变化，上转换发光的颜色也发生了改变。通过对不同掺杂浓度样品的发光光谱分析可知，绿光与红光的相对强度比发生了变化，从而使整体发光颜色从绿色逐渐向橙色或红色偏移。这种发光颜色的可调性为其在彩色显示等领域的应用提供了可能。

发光效率：通过测量荧光寿命发现，Nd3+掺杂对纳米颗粒的发光效率也产生了影响。在适量掺杂时，发光效率有所提高，这与能量传递效率的提升密切相关。但在高掺杂浓度下，由于非辐射跃迁等过程的增加，发光效率逐渐降低。

机制探究

Nd3+掺杂对NaYF4:Yb,Er上转换纳米颗粒光学性能的影响机制主要基于稀土离子间的能量传递过程。Nd3+在近红外光激发下，其能级跃迁能够有效地吸收光子能量，并通过一系列的无辐射跃迁和能量传递过程将能量传递给Yb3+，再由Yb3+传递给Er3+，从而促进了Er3+的上转换发光。然而，当Nd3+浓度过高时，稀土离子间的距离过近，会导致交叉弛豫等非辐射跃迁过程加剧，从而降低能量传递效率，影响发光强度和发光效率，并导致发光颜色的改变。