稀土掺杂的上转换发光材料,在光学温度传感领域由于其较强的抗干扰能力、较高的空间分辨率和非接触式测量的方法等特性,而备受关注。然而较低的上转换发光效率限制了其在该领域的广泛应用。本文以开发新型高效且可用于光温传感的上转换发光材料为目标,选择四种典型的无机化合物(SrF₂、Ca₉Y（PO₄）₇、Bi_0.5Gd_1.5O₃以及Gd₆O₅F₈)为基质,设计合成了稀土离子Yb³⁺、Tm³⁺、Er³⁺和Ho³⁺掺杂的具有上转换发光性能的微/纳米材料,系统地探讨了合成方法、合成参数、掺杂浓度、共掺杂离子以及激发功率等对荧光强度的影响。并对其相应的发光机理、发光颜色的调控、发光强度的提高和光温传感性能进行了详细而深入地研究。主要研究结果如下:1、通过水热法设计合成了39 nm的SrF₂:20%Yb³⁺,2%Ho³⁺磁性绿色上转换发光纳米材料。研究了SrF₂:20%Yb³⁺,2%Ho³⁺纳米材料的磁温传感性能（50K-300 K）和光温传感性能（300 K-523 K）。同时,提出了在980 nm激发下,基于Yb³⁺和Ho³⁺共掺SrF₂的反常热猝灭现象的机理。本工作为在单一系统中实现在中低温度范围内（50 K-523 K）的测温传感技术、生物成像和磁共振成像的应用提供了新的参考。2、一方面,通过高温固相法和水热法两种不同的合成方法,制备合成了微/纳米两种颗粒尺寸的Yb³⁺/Er³⁺/Tm³⁺双/三掺Ca₉Y（PO₄）₇材料,采用共掺杂技术实现了上转换黄光和蓝光发射,并系统地研究了荧光强度与掺杂离子浓度和合成方式的依赖关系。另一方面,通过带隙工程和能量传递理论,成功设计合成了Yb³⁺/Er³⁺/Li⁺三掺的Bi_0.5Gd_1.5O₃,并获得了明亮的纯红色上转换发光。Li⁺离子的掺入极大地增强了红色上转换发射,约为未掺杂时的9.3倍。同时,还系统的研究了掺杂Li⁺离子和未掺杂时的样品在980 nm激发下,在300 K到525 K温度范围内,在662 nm处的单荧光强度随温度的变化关系。该工作中能量传递和带隙工程的概念为获取纯红色上转换发光材料提供了一个思路;而该基质优异的纯红色上转换发光性能有望在光温传感领域的应用作为候选材料。3、采用溶剂热法成功设计合成了各种形貌可控的Gd₆O₅F₈微米颗粒,研究了合成参数对形貌和尺寸的影响,对比了不同形貌Yb³⁺和Tm³⁺共掺杂的Gd₆O₅F₈蓝色上转换发光强度。结果表明,六棱柱形貌的Gd₆O₅F₈微米颗粒的蓝色上转换发光强度最佳。在此基础上,通过对Yb³⁺和Er³⁺离子以及Yb³⁺和Ho³⁺离子的掺杂浓度的调控、荧光强度与激发功率的关系以及寿命测试阐明了Gd₆O₅F₈:Yb³⁺/Er³⁺/Ho³⁺相应的发光机理。基于荧光强度比技术,在300 K-523 K温度范围内,系统地探讨了在980 nm激发下Gd₆O₅F₈:Yb³⁺,Er³⁺的荧光强度比的光温传感性能。而对于双模式激发及发射（在蓝光451 nm激发下的发射光谱在490 nm和545 nm处有两个发射峰;同时在980 nm激发下的发射光谱在545 nm和660nm处有两个发射峰。这两种激发下产生的发射光谱均以位于545 nm处的绿光发射占主导地位）的Yb³⁺和Ho³⁺离子共掺的Gd₆O₅F₈,Li⁺离子掺杂使样品的绿色发光强度均得到明显增强。在298 K-523 K温度范围内,通过函数拟合,在双模式激发发射下,Gd₆O₅F₈:Yb³⁺/Ho³⁺/Li⁺的荧光强度比随温度变化曲线均呈单指数关系。因此,Gd₆O₅F₈:Yb³⁺/Er³⁺/Ho³⁺/Tm³⁺优异的温敏特性为其在温度传感中的应用提供了新的参考。