O uso de terapia fotodinâmica (TFD) tem sido uma alternativa efetiva no combate a muitos tipos de câncer, tanto como forma terapêutica quanto no diagnóstico. A TFD requer um agente sensibilizante que se une firmemente por ligações químicas às células. Ao absorver um comprimento de onda especifico, o agente sensibilizante provoca a emissão de uma outra energia, de modo a provocar a transformação do oxigênio molecular tripleto (3O2) para o oxigênio molecular singleto (1O2). A presença de 1O2 em sistemas biológicos pode causar a morte celular por meio da apoptose. Uma das necessidades de ter um agente de sensibilização eficaz, são suas propriedades físicas e químicas como uma estrutura cristalina que permita uma ótima absorção de luz, propriedade espectroscópica que permita uma melhoria da eficiência quântica, estrutura eletrônica de bandas, de modo que o sensibilizador apresente um band gap de maior energia do que a energia de emissão para que não haja uma autoabsorção. Outro ponto importante é a característica de absorver a luz na região do infravermelho próximo, em torno de 980 nm, e emitir na região verde ou vermelha. Uma das maneiras de conseguir isto é a utilização de materiais inorgânicos contendo Terras Raras que permita o aparecimento do fenômeno de upconversion. A emissão vermelha pode contribuir para a terapia da doença localmente e a emissão verde para obter a imagem, como por exemplo, da célula no qual o sensibilizador está ligado quimicamente. A absorção de radiação a 980 nm pelo material é muito interessante porque nesta região a absorção pelo tecido biológico é muito baixa. Consequentemente, a penetração da radiação no tecido biológico é maior, ativando o material fotosensiblizador em um local mais e dentro da célula. Assim, os materiais que contêm elementos de terras raras têm uma grande vantagem para essas aplicações.