层状半导体材料在近年一直是材料科学的热门研究领域,因其具有特殊的层状结构,并且已经在电子器件、催化和能源等实际应用方面展现出独特的优势,故被研究人员看作一类极具开发和研究潜力的新型材料,并受到了全世界研究人员的广泛关注。Bi3O4Cl层状半导体材料由于独特的电子结构和催化性能,近年来作为新型光催化剂、磁性材料而备受关注。然而,层状Bi3O4Cl除了具有良好的光学性能外,还具有物化性质稳定、声子能量低、能带和晶体结构特殊等特点,十分适合作为发光基质材料。近来,研究人员已经在稀土离子掺杂卤氧化铋荧光粉的研究中取得了较大进展,尤其是以BiOX为基质的荧光材料展现了一系列特殊的发光现象。但同时,卤氧化铋系列半导体也属于铁电体材料,在之前的研究中,研究人员的焦点主要集中在掺杂稀土离子的发光性能上,对基质材料自身所具有的自发极化效应、光生伏打效应等特性反而极少关注。卤氧化铋半导体所具有的上述特性可与掺杂的稀土离子产生强烈的耦合作用,进而产生特殊的发光现象。Eu3+掺杂离子的环境敏感性跃迁引起了我们对理解和探索层状半导体的特殊各向异性特性和光物理性质的研究兴趣。在这里,我们通过掺杂的三价铕离子的超灵敏光谱指纹报告了 Bi3O4Cl半导体微晶的荧光与传感器应用的研究。观察到当入射光从近紫外波长到吸收带边外波长变化时,某些敏感跃迁的荧光分支比和Eu3+离子的荧光寿命发生显着变化。比较实验表明,在光照下,Eu3+离子的跃迁行为可以通过Bi3O4Cl层状半导体优异的铁电光伏效应引起的光诱导极化场和光生载流子的分离来高效地进行检测。这些发现提供了分析半导体的光物理性质及其与RE3+激活剂的相互作用模式的途径,并且其可能在光学和光电器件的开发中具有巨大的应用潜力。由于高度各向异性的晶体结构和独特的光物理性质,在二维（2D）半导体中掺杂的Er3+的跃迁可能与传统的Er3+掺杂荧光材料有很大不同。在这里,我们报导了通过Er3+掺杂实现对Bi3O4Cl晶体的固相片层剥离,并增强了 Bi3O4Cl层状半导体基质中Er3+的上转换和下转换光致发光（PL）。我们通过高温固相法,以共掺杂Li+的方法进一步提高了 Bi3O4Cl晶体固相片层剥离的效率,成功制得低维度、小尺寸的Bi3O4Cl晶体片层。剥离后电子的量子效应导致除了通过带隙激发之外的Er3+离子的发射强度和辐射率提高。综合分析表明,Bi3O4Cl晶片的厚度减小和层间内电场（IEF）的增加不仅使得掺杂稀土离子的4f电子的激发得到增强,同时还使电子-空穴对的复合得到抑制。我们目前的工作有望为二维层状半导体中RE3+离子的特殊跃迁机制提供新的见解。