上转换纳米材料是一种可以吸收近红外光并转化为紫外、可见光以及近红外光输出的纳米材料。课题组提出了稀土离子的共振增强纳米颗粒的电磁张量以及光力的原理。顺利获得调制激光波长以及掺杂浓度来增强Clausius–Mossotti系数的实数部分达到现在世界上最大的纳米颗粒光力效果，已经实现了 23.3 纳米颗粒的最大光力倔强系数为 0.086 pN μm-1 mW-1。在这一突破的基础上，课题组将这种新型探针与超分辨定位成像、机器学习技术结合，开发了超分辨光子力显微镜，首次实现了水溶液中纳米尺度热力学弱力测量极限1.8fN/、检测到单一纳米颗粒受到的百阿牛等级长程电磁作用力。