由于强烈的面内共价键合和极弱的层间范德华力连接,各向异性层状材料的电子运动受到结构的限制,从而会产生一系列独特的物理、电子、化学和光电性质。而当与稀土离子结合后,层状材料有可能改变稀土离子的发光行为,进而产生不同于传统三维结构材料的发光现象,实现其性能和应用领域的拓展。氟氧化铋是一类典型层状直接带隙半导体材料,由于F-离子的强电偶极距,相比于其他铋系层状晶体,其结构演化可能会对材料极化性和内建电场产生更为强烈影响,从而有助于理解层状结构对稀土离子发光的影响规律。在本论文中选取BiOF和Bi7F11O5两个组分相近、层数、物相不同的铋氧氟层状材料,探究其对镧系元素Ln3+（具有代表性的铒和铕离子）对发光强度和相应性质的调控。结果表明,相比于结构简单、对称性高的BiOF,Bi7F11O5中强偶极矩基团和层状结构引发了更强的极化性质以及高的载流子分离效应,这一特性改变了高温下稀土离子的跃迁规律和发光性质,我们进而探索了稀土离子掺杂Bi7F11O5体系在荧光温度传感方面的应用。主要研究结果如下:对于简单三明治结构的BiOF,我们改进了合成方法,利用一定比率的甘露醇和水溶液做溶剂制备了厚度小、分散性较好的BiOF纳米单晶。相较于以往的研究,由于F离子强极性引发的BiOF晶体生长取向弱化以及易团聚的问题得到了解决。通过Er3+、Eu3+离子的发光行为研究发现,相比于相同结构和尺度的卤氧化铋晶体,F-离子的强偶极矩更易造成BiOF较强的退极化效应以及对应的强内建电场。而由于而退极化效应的反尺度增强效应,以及内建电场的激发场增强和电子空穴分离作用,导致稀土离子发光强度和荧光寿命均随着BiOF晶体尺度下降而上升。这一发现为设计开发新型的纳米发光和光电材料带来了新的思路。我们通过溶剂热和固相退火两步法合成斜方相的Bi7F11O5。采用理论计算与实验相结合的方法,我们发现由于Bi离子四种不同格位,离子之间偶极矩更大,Bi7F11O5具有更强的极化性以及强内建电场。这种强极化性导致Eu3+实现了远红光的发射;而其结构引发的较强内电场促进电子和空穴在高温下定向分离,抑制声子散射作用,实现了Er3+中间激发态高温寿命延长。在980 nm激光下,我们首次观察到了由内建电场的载流子分离效应引发的Bi7F11O5:Er3+,Yb3+热增强上转换发光现象,这为解决传统存在的发光热猝灭提供了很好的思路。基于Bi7F11O5内电场在高温下对稀土离子的发光行为的独特作用,我们选取具有远红光波段发射的Eu3+离子研究其下转换荧光特性,具有可见波段发射的Er3+离子分析计算了它上转换过程的温度依赖性发光强度还有就是包含NIR、红光发射的Tm3+离子的发光机理和测温方面的性质,进一步探究了该层状发光材料的稀土离子温度敏感性,证实了Bi7F11O5作为一个“全能型”温度探测器的可行性。