稀土掺杂发光材料由于其独特的发光特性,受到研究者的广泛关注。然而上转换发光材料发光强度普遍较低,限制了其在生产生活中的应用。根据相关报道,掺杂碱金属离子（Li⁺,Na⁺,K⁺）通过占据间隙、晶界或取代位置来提高发射强度,这是由于掺杂碱金属离子会使结晶度增加、缺陷态减少、猝灭中心减少、电荷补偿、寿命延长。如在取代位中,一些碱离子被用来补偿电荷,其余的离子产生氧空位。这些氧空位,也被称为缺陷中心,在许多情况下作为敏化剂来增强激活离子的发射强度;此外碱金属离子的掺杂也可以通过引起晶体场的不对称性,从而提高发射强度。本论文以碱金属共掺稀土钪基氧化物材料MgSc₂O₄、CaSc₂O₄、SrSc₂O₄为研究对象,研究材料的上转换发光（UCL）特性、发光机理及温度传感特性。本论文研究内容及结果如下:（1）通过水热法制备了碱金属离子（Li⁺,Na⁺,K⁺）共掺MgSc₂O₄:y%Er³⁺/x%Yb³⁺（x=0,5,10,15,y=0.5,1,2,4）纳米晶。用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）对合成样品的结晶度和形貌进行了表征,发现制备的碱金属离子共掺MgSc₂O₄:Er³⁺/Yb³⁺是与标准卡片基本吻合的类球状纳米晶。由于K⁺在晶体场中引起最大的不对称,发现K⁺离子共掺MgSc₂O₄:Er³⁺/Yb³⁺上转换发光纳米粒子展示出最强的上转换荧光发射,并且随着K⁺离子量的增加,纳米晶发射强度还会进一步提高。通过优化Yb³⁺和Er³⁺的掺杂浓度,最终得到发光强度最佳样品为K⁺离子共掺MgSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺纳米晶。通过研究荧光强度与激发功率的曲线,得到K⁺离子共掺MgSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺纳米晶,Er³⁺的绿光、红光均为正常的双光子吸收过程。（2）通过水热法制备了一系列的碱土钪酸盐MSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺（M=Mg,Ca,Sr,Ba）纳米晶。通过XRD、TEM分析了纳米晶的结构与形貌,通过上转换发光（UCL）、光致发光（PL）、拉曼光谱、漫反射（DR）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱分析最终得到CaSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺发光最佳。随后又通过水热法合成了一系列的碱金属（Li⁺,Na⁺,K⁺）共掺碱土钪酸盐MSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺（M=Mg,Ca,Sr,Ba）。重点分析碱金属共掺碱土钪酸盐SrSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺和CaSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺。XRD以及TEM看出制备的碱金属离子共掺SrSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺和CaSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺是与标准卡片基本吻合的纳米棒。通过光谱分析得到掺Li⁺的SrSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺和CaSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺发光较好,且掺Li⁺的SrSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺纳米晶发光强度最佳。根据荧光强度与激发功率的曲线,得到Li⁺共掺SrSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺和CaSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺纳米晶中Er³⁺的绿光、红光均为正常的双光子吸收过程。并且探究了CaSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺和SrSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺样品的温度特性,通过测量980 nm激发下范围内绿色上转换发光（500-600 nm）随温度（300-600 K）的变化关系,绝对灵敏度（S_A）值越大,灵敏度越高,表明该材料的测温能力越强。最终发现随着温度的升高,绝对灵敏度（S_A）逐渐增大,在600 K时,CaSc₂O₄和SrSc₂O₄的绝对灵敏度（S_A）最大值分别在0.0041 K^-1和0.0036 K^-1左右;随着温度的升高,相对灵敏度（S_R）逐渐降低,在600 K时,CaSc₂O₄和SrSc₂O₄的相对灵敏度（S_R）最小值分别在0.0032K^-1和0.0031 K^-1左右。结果表明,SrSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺和CaSc₂O₄:1%Er³⁺/5%Yb³⁺可以应用于高温测量。