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本文的研究工作主要是采用水热法以Ga(NO3)3为原料合成纳米氧化镓及其含氧酸盐。报道了在140℃的较低温度条件下添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate, SDBS)合成直径为20 nm,长度为2μm,长径比为100的GaOOH纳米线。再对GaOOH纳米线退火处理得到了与前驱体形貌和尺寸相似的α-Ga2O3,β-Ga2O3纳米线。报道了添加表面活性物质醋酸钠(NaAc, SA),并在水热温度为17℃条件下合成粒径为5 nm的GaOOH纳米颗粒。研究发现,添加醋酸钠得到的GaOOH纳米颗粒在光激发下没有发射光谱,而添加十二烷基苯磺酸钠得到的GaOOH纳米线在244 nm光激发下于390 nm处被检测到由于OH-阴离子空位引起的紫光发射光谱,这是对GaOOH纳米线具有可见光激发发光性能的首次报道,这一结果说明了GaOOH不同的形貌和尺寸对其发光性能有极其重要的影响。在250-260 nm光激发下,β-Ga2O3纳米线和纳米颗粒的发射峰在437 nm的蓝光区,α-Ga2O3纳米线和纳米颗粒发射峰在450 nm的蓝光区,这些是由于氧空位形成施主的电子和镓空位或镓氧空位对形成受主的空穴复合而激发出的光。β-Ga2O3纳米线和纳米颗粒的发光强度高于α-Ga2O3纳米线和纳米颗粒,是由于温度升高使基质热歧化,β-Ga2O3产生表面缺陷和结构缺陷,从而提高了发光强度。在掺杂Eu3+合成纳米氧化镓的研究中,添加十二烷基苯磺酸钠在170℃水热合成了粒径为5-8 nm的GaOOH:Eu3+纳米颗粒,退火后得到的α-Ga2O3:Eu3+和β-Ga2O3:Eu3+形貌没有改变而尺寸增加到50nm,它们在394nm下激发具有5D0→7Fj (j=0-4)五个Eu3+的f-f跃迁特征发射峰。添加醋酸钠在170℃水热合成的5 nm的纳米颗粒只有5D0→7F1和5D0→7F2两个特征发射峰。添加十二烷基苯磺酸钠合成的GaOOH:Eu3+具有较强的发射光谱,原因是GaOOH的晶型结构与α-AlOOH相似,是八面体的Ga3+06与O-H连接而成的斜方晶结构,Eu3+容易取代主晶格中的Ga3+,发光中心周围电子的不对称性使它具有很高的发光强度。α-Ga2O3:Eu3+的发光强度优于β-Ga2O3:Eu3+,这种现象归结于α-Ga2O3具有R3c对称性的Ga06八面体构型,而β-Ga2O3具有等量的四面体Ga04和八面体Ga06共存的配位,Eu3+更容易取代八面体Ga06中Ga3+的主晶格位置,引起晶格变形,Eu3+周围电子的非对称性加剧导致发光强度增大。随着纳米粒子中Eu203的掺杂浓度升高观察到了发光猝灭现象。添加十二烷基苯磺酸钠合成的GaOOH:Eu3+、α-Ga2O3:Eu3+和β-Ga2O3:Eu3+在Eu3+掺杂浓度为7 mo1%时发光强度最高,而添加醋酸钠合成中掺杂浓度为10 mo1%时发光强度最高。在掺杂Eu3+合成纳米镓酸锌的研究中,添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠在170℃条件下水热合成的纳米镓酸锌平均粒度在5-8 nm左右,粒度分布窄。纳米ZnGa2O4:Eu3+的红光发射以618 nm,592 nm和579 nm处的发射峰最强,592 nm的发射峰是磁偶极子跃迁(5D0→7F1)产生的,表明Eu3+占据了有反演对称的格位；618 nm的发射峰属于电偶极子跃迁(5D0→7F2)产生的,是大量的电子在整个晶格范围内的跃迁占据了非反演对称的格位,此时的Eu3+周围的电子具有极强的不对性,产生了晶格扭曲。579 nm属于5D0→7F0的跃迁发射,是由于Eu3+周围的低对称性引起的。本研究中Eu3+的掺杂浓度为11 mo1%时,ZnGa2O4:Eu3+的发光强度最高。采用添加十二烷基苯磺酸钠在170℃条件下水热合成的ZnGa2O4:Dy3+和ZnGa2O4:Mn2+除了蓝紫光范围内微弱的宽带发射以外,长波范围内无任何发射峰,说明水热法合成的ZnGa2O4:Dy3+和ZnGa2O4:Mn2+不适宜用于发光材料。