纳米晶及稀土离子掺杂玻璃呈现出独特的光电特性，如：荧光、非线性、导电性等，广泛应用于激光、传感、照明等领域。均匀分布的半导体氧化物纳米晶共掺可以有效促进稀土离子掺杂玻璃的发光性能，然而精确调控半导体氧化物纳米晶的尺寸和分布是一个难题。本文以纳米多孔石英玻璃为基体，使用溶液掺杂的方法，制备出半导体氧化物纳米晶单掺杂的石英玻璃以及稀土和半导体氧化物纳米晶共掺的石英玻璃，研究了相应的荧光增强性能并揭示了增强机理，最后探索了该材料体系在离子探测和温度传感方面的应用。
　　本文引言部分首先对纳米多孔石英玻璃、几种典型的半导体氧化物纳米材料、稀土离子及其传感应用的相关研究做了简要总结，随后重点综述了半导体氧化物和稀土共同掺杂玻璃的研究进展。
　　本文主要研究内容分为以下三个部分：氧化铟（In2O3）、氧化锡（SnO2）和氧化铟锡（ITO）半导体氧化物纳米晶单掺杂玻璃的制备；稀土和半导体氧化物纳米晶共掺玻璃荧光增强性能的研究；共掺玻璃体系在金属离子检测和温度传感方面的应用探索。
　　本文首先以纳米多孔石英玻璃为基质，采用溶液掺杂法分别制备了氧化铟（In2O3）、氧化锡（SnO2）和氧化铟锡（ITO）半导体氧化物纳米晶掺杂的玻璃。结果显示纳米晶结晶完好且分布均匀，粒径为5-40nm。本方法利用均匀分布的纳米孔生长纳米晶，为玻璃中纳米晶的团簇及生长不可控等问题提供了一种解决方案。
　　研究了ITO和Er3+/Yb3+共掺二氧化硅玻璃上转换发光性能。当ITO纳米晶掺杂浓度为0.4mol/L时，共掺杂玻璃的上转换发光效果最佳且获得最大增强倍数，分别为12.34（519nm）、10.29（541nm）、22.68（651nm）和14.96（666nm）。同时，探究了SnO2、In2O3和ITO纳米晶分别和Eu离子共掺玻璃的荧光性能。当SnO2纳米晶的掺杂浓度为0.4mol/L时，对应于Eu3+的5D0-7F1跃迁，即588nm、593nm和598nm处的荧光强度比未掺杂纳米晶的样品高116、95和43倍。结果表明纳米晶可有效增强稀土离子掺杂玻璃的荧光性能。利用吸收光谱、荧光寿命曲线、荧光激发光谱等探索了稀土离子和纳米晶之间能量传递行为的可能机制。
　　最后，研究了Eu3+和SnO2纳米晶共掺玻璃在水溶液中对Fe3+离子的探测性能。结果表明，该复合体系对Fe3+离子的检测极限为7.54nmol/L，具有良好的选择性、抗金属阳离子和阴离子干扰性。此外还研究了Eu2+/Eu3+、Tb3+、SnO2纳米晶共掺玻璃在298-773K区间内基于荧光峰值比的温度探测特性，结果证明该材料体系在高温区间有较好的测温性能。