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稀土离子掺杂的上转换发光材料具有独特的光学特性,包括发光谱线窄、光谱带丰富、寿命长、稳定性高等优势,使其在生物标记、安全防伪、3D多色显示和光学器件等民用和国防领域中发挥着重要作用。由于稀土元素掺杂剂的吸收截面相对较小,纳米材料表面缺陷引起的猝灭效应以及稀土离子之间的交叉驰豫等因素,导致上转换效率较低,使其实际应用受到很大限制。因此,提高上转换发光材料的发光效率,对于促进稀土元素掺杂微纳材料的研究和应用具有重要意义。众所周知,稀土离子的发光强度主要取决于电子跃迁几率,而晶体场对电子跃迁几率有显著影响,因此可以通过调控稀土离子周围的晶体场来增强上转换发射。Mo5+离子半径小于Y3+,且Mo5+的化合价高于Y3+,掺入氟化物晶格后会产生一些优异特性,然而关于Mo5+共掺杂对荧光发射影响的研究鲜有报道。为了提高稀土掺杂发光材料的上转换效率,我们将Mo5+掺杂到NaYF4晶体中,通过改变基质中发光离子的配位环境,形成不对称晶体场实现荧光发射增强,并对晶体结构和形貌产生影响。此外,通过Judd-Ofelt理论的参数计算定量分析不同浓度Mo5+共掺杂对NaYF4晶格中Eu3+周围环境的影响。最后基于Eu3+不同能级发射强度比构建温度探针,通过Mo5+引入实现了 Eu3+温度探测灵敏度的提高。本论文的主要工作如下:1.应用水热法合成了多组不同浓度Mo5+共掺杂的β-NaYF4:Yb3+/Er3+微米晶体。随着Mo5+掺杂浓度的增加,颗粒形貌从六角盘逐渐生长成六棱柱,该变化与Mo5+掺杂引起表面柠檬酸盐的重新吸附有关。在晶体结构方面,当Mo5+掺杂浓度较低时,主要以取代形式掺入,Mo5+离子半径小于Y3+,引起主晶格收缩;随着Mo5+掺杂浓度进一步提高,会有一部分进入NaYF4晶格间隙位置,造成晶格膨胀。Mo5+掺杂会提高晶格内发光离子周围环境的不对称性,从而实现荧光发射增强,并且由于Na+空位以及Mo5+参与能量转移过程,输出光的颜色也发生变化,光谱中的红绿比增加。2.通过Judd-Ofelt理论参数计算定量分析了不同浓度Mo5+共掺杂对NaYF4晶格中Eu3+周围局域环境的影响,计算结果与实验结果相吻合。较高的Ω2值表明Eu3+位于NaYF4晶格中没有对称中心的低对称位点,周围的不对称性较高。Ω4值没有明显的变化,原因是其取决于主晶格的刚性和介电常数所引起的长程效应。3.基于Eu3+的不同能级跃迁对温度的不同响应,提出了一种比率发光温度计。分析了 Mo5+掺杂前后温度对Eu3+两个斯塔克能级离子数布局的影响,并详细计算了两种温度探针的相对灵敏度和绝对灵敏度,实现了Eu3+温度探测灵敏度的提高,并分析了这种温度探针的形成条件。