油溶性 NaYF₄:Yb 上转换纳米粒子的组成架构清晰，以 NaYF₄作为核心基质材料，Yb 作为掺杂离子融入其中。NaYF₄凭借自身原子间的化学键合方式，构建起稳定且有序的晶体结构。这种晶体结构犹如坚实的物理框架，不仅保障了纳米粒子整体的稳定性，更为后续的上转换发光进程筑牢根基。Yb 离子在整个体系中占据关键地位。其电子结构独具特色，拥有一系列特定的能级。当低能量的近红外光照射到该纳米粒子时，Yb 离子的电子能够吸收光子能量，从基态跃迁至高能级。处于高能级的 Yb 离子并不稳定，此时有两种能量传递路径。一方面，它可将吸收的能量以非辐射的形式传递给体系内其他合适的稀土离子，促使其发生能级跃迁并最终实现上转换发光；另一方面，Yb 离子自身也能通过复杂的能级跃迁过程，直接实现上转换发光，将低能量的近红外光转化为高能量的可见光，展现出光学性能。