随着新世纪的到来,上转换发光纳米材料已成为研究热点,稀土离子掺杂GZO纳米材料具有电学性能,上转换光学性能等卓越性能,并且原料易得,易制备,无毒,这些优良性能使得稀土掺杂GZO纳米材料在生物医学、光学、物理学等领域有广泛应用价值。本论文通过水热法合成镱铥双掺的GZO纳米材料,探究Yb³⁺/Tm³⁺/GZO多晶材料的合成工艺。通过XRD物相分析、SEM微观形貌分析以及上转换荧光性能分析,确定了最佳制备工艺参数。最佳工艺参数为:水热反应时间24 h,水热反应温度150℃,柠檬酸钠为分散剂。在最佳合成条件下,合成分布均匀,尺寸较小的Yb³⁺/Tm³⁺/GZO纳米棒。并通过Raman光谱测试,确定GZO基质材料声子能量为508 cm-1,适合作上转换发光基质。研究上转换发光性能的影响因素,如淬灭离子浓度、稀土离子掺杂浓度、基质缺陷等因素。在水热反应过程中存在淬灭离子OH-以及CO32-,这些淬灭离子会增加无辐射跃迁的概率,影响上转换发光效率,本论文采用退火方法,减小淬灭离子浓度,通过红外及上转换发光光谱分析,确定退火温度为580℃;Yb³⁺离子掺杂浓度和Tm³⁺掺杂浓度影响上转换发光光子传递过程,稀土离子掺杂浓度越高,无辐射弛豫几率越大;基质缺陷会影响上转换发光性能,通过改变[Ga³⁺]/[Zn2+]物质的量比值,改变颗粒尺寸,确立尺寸效应及表面效应对上转换光学性能影响,实现更好的上转换荧光输出。研究不同功率对上转换光学性能影响,通过功率曲线测定,确定上转换发光机理。Yb³⁺/Tm³⁺/GZO上转换蓝光输出是1G4→3H6,为三光子连续能量传递过程;Yb³⁺/Tm³⁺/GZO上转换红光输出是1G4→3F4,为两光子合作敏化过程。根据上转换发光光谱和色谱分析,探究Yb³⁺/Tm³⁺/GZO纳米多晶应用前景。测试不同温度下Yb³⁺/Tm³⁺/GZO上转换发光光谱。通过近红外发光机理分析,确定温度耦合能级3F2,3,3H4,根据Wade理论,计算FIR值,通过lnFIR¹/T线性拟合,得到敏感系数S=1589/T2,相对其他稀土掺杂氧化物体系,温度敏感系数较高。