稀土离子掺杂上转换发光材料在蓝绿激光器、色彩显示、高密度信息存储、荧光探针、灯用荧光粉以及海底通信等领域有着广阔的应用前景,关于稀土掺杂上转换发光材料的掺杂比例、发光途径、发光机理有大量报道,但是,上转换效率一直较低,要想使上转换发光材料真正实现实际应用,就要提高上转换发光强度,因此,提高上转换发光效率是一个重要的研究方向。本文研究了Li+离子与稀土离子共掺纳米晶材料的制备和室温上转换发光现象,发现Li+可以增强Er3+、Yb3+掺杂氧化锆材料的上转换发光强度。本文采用溶胶-凝胶（Sol-gel）法,制备Er3+/Yb3+共掺ZrO2、Li+/Er3+三掺ZrO2纳米粉末以及在烧结温度分别为600oC、800oC、1000oC、1200oC下Li+/ Er3+/Yb3+三掺ZrO2纳米粉末,对纳米晶粉末样品进行了XRD检测,发现Li+掺入并没有改变改变晶体的晶向。优化掺杂比例,得到具有优良发光性质的纳米粉末,在室温下用980nm激光对不同烧结温度样品的上转换发光特性进行了研究,测试样品的上转换荧光光谱,掺入Li+后,纳米晶粉末样品红光和绿光波段的荧光强度都有很好的增强。研究功率变化对上转换发光机理的影响,绿光的发射是双光子过程;红光在低激发功率下主要来自双光子过程,在高激发功率下来源于能量转移过程和双光子过程共同作用的结果,且能量转移占主导作用。通过简化的能级模型对红光和绿光的上转换机理进行了分析,并对实验结果进行了解释。应用荧光强度比（FIR）技术,成功的得到了样品(ZrO2:0.5mol%Er3+/5mol% Yb3+/2mol%Li+)的灵敏度,详细讨论了不同峰位、不同Li+掺杂浓度、不同激发功率以及不同烧结温度对灵敏度的影响,并对实验数据进行了拟合,得到了灵敏度的最终表达式。当荧光强度比采用525nm和562nm这两个峰位的比值时,灵敏度最大;并且发现Li+离子的掺入只对样品的发光产生影响并没有对样品的灵敏度值的大小产生影响;随着激发功率的变大,灵敏度取最大值对应的工作温度减小;另外样品的烧结温度也会对灵敏度有影响,样品烧结温度越高,灵敏度越小。
