1、上轉換發(fā)光納米材料能將低能泵浦光子轉變成可見光，是一種頗具發(fā)展?jié)摿Φ墓δ懿牧?，由于其獨特的?yōu)勢，在生物醫(yī)藥、三維立體顯示器、太陽能電池、光學傳感器、信息存儲和光導開關等領域具有廣闊的應用前景。燒綠石復合氧化物Y2Ti2O7具有聲子能較低、物理化學穩(wěn)定性高和稀土離子易摻雜等優(yōu)點，是上轉換發(fā)光材料的優(yōu)良基質。鑒于此，本論文以Y2Ti2O7為研究對象，分別采用溶膠-凝膠法和溶液燃燒法制備了分散性較好的Y2Ti2O7納米晶，對制備過程的關鍵因素

2、進行了理論分析和實驗條件優(yōu)化，系統(tǒng)研究了Y2Ti2O7及其摻雜改性后的納米晶的物相結構、微觀形貌以及上轉換發(fā)光性質。
　　發(fā)展了一種檸檬酸溶膠-凝膠法制備Y2Ti2O7納米晶的新方法。利用熱力學平衡常數，通過溶解度等溫線的理論計算，表明形成穩(wěn)定的Y3+-Ti4+-檸檬酸鹽絡合物的pH值范圍在6.4～7.0之間。通過實驗優(yōu)化了溶膠-凝膠法制備Y2Ti2O7納米晶的條件，在最佳實驗條件下（檸檬酸與陽離子總物質的量之比為2.5，前驅體溶

3、液的pH=6.5），前驅體干凝膠在800℃煅燒1.0 h，產物為分散性較好、呈類球形的納米晶，平均粒徑為20～30 nm。達到了理論計算和實驗自洽，這為燒綠石鈦酸鹽復合氧化物的納米晶的制備提供了一種理論基礎和實驗方法。
　　采用檸檬酸溶膠-凝膠法制備了新型的上轉換納米晶Y2Ti2O7∶Er3+，Yb3+和 Y2Ti2O7∶Er3+，Yb3+，Li+。對于 Er3+/Yb3+和Er3+/Yb3+/Li+摻雜的樣品，在較弱的980 n

4、m激發(fā)下，可獲得較強的綠光(～525、～545 nm)和紅光(～660 nm)上轉換發(fā)射，分別歸屬于Er3+離子的(2H11/2，4S3/2)→4I15/2和4F9/2→4I15/2能級躍遷。樣品的煅燒溫度、Yb3+以及Li+摻雜濃度對上轉換發(fā)光強度有著重要的影響。對于Er3+/Yb3+摻雜的納米晶，上轉換發(fā)光隨煅燒溫度的升高而增強，在同一煅燒溫度下，Yb3+摻雜濃度為7.5 mol％時，上轉換發(fā)光最強。對于Er3+/Yb3+/Li+摻

5、雜的樣品，煅燒溫度為800℃、Li+摻雜濃度為10.0mol％時，上轉換發(fā)光強度最大，與未摻雜Li+離子的樣品相比，其紅光和綠光分別增強了18.6和8.3倍，主要是由于Li+離子的摻入降低了Er3+局部晶體場的對稱性。Er3+/Yb3+和Er3+/Yb3+/Li+共摻雜的納米晶上轉換紅光和綠光均屬雙光子過程，主要為能量傳遞上轉換機制。
　　建立了一種制備分散性較好、尺寸分布較均勻的Y2Ti2O7納米晶的新方法——甘氨酸溶液燃燒法。

6、當甘氨酸與硝酸鹽物質的量之比為2.0、前驅體溶液pH=2.0、煅燒溫度為800℃時，制備的Y2Ti2O7納米晶為純燒綠石相，結晶度高、顆粒分散性較好、尺寸分布較均勻，平均粒徑20～30 nm。該方法實驗過程簡單、反應時間短，反應溫度比傳統(tǒng)的高溫固相反應降低了約700～800℃，大大節(jié)約了能源。
　　采用甘氨酸溶液燃燒法制備了新型的Ho3+/Yb3+和Ho3+/Yb3+/Li+共摻雜Y2Ti2O7上轉換納米晶。在980 nm激光器泵

7、浦下，摻雜的樣品發(fā)射出明亮的上轉換紅光(～660 nm)和綠光(～550)，分別歸屬于Ho3+離子的5F5→5I8和（5F4，5S2）→5I8能級躍遷。上轉換發(fā)光強度強烈依賴于煅燒溫度、Yb3+和Li+離子摻雜濃度。對于Y2Ti2O7∶Ho3+，Yb3+體系，煅燒溫度為800℃、Yb3+摻雜濃度為7.5 mol％時，上轉換發(fā)光強度最大。對于Ho3+/Yb3+/Li+摻雜的體系，煅燒溫度為800℃、Li+摻雜濃度為12.5 mol％時，上

8、轉換發(fā)光最強，與相應的未摻雜Li+的樣品相比，上轉換綠光和紅光發(fā)射強度分別增強了10.2倍和4.8倍，主要是由于Li+離子摻入，降低了稀土離子局部晶體場的對稱性和無輻射躍遷幾率。Li+離子摻雜前后的Y2Ti2O7∶Ho3+，Yb3+納米晶上轉換發(fā)光機制相似，均為雙光子吸收過程。
　　采用兩步法成功制備了殼-核結構Y2Ti2O7∶Er3+，Yb3+，Li+@SiO2和Y2Ti2O7∶Ho3+，Yb3+，Li+@SiO2。前驅體溶液的