温度是表征物理化学性质的最基本参数之一，精确的温度测量对于现代科学技术发展起着至关重要的作用。传统基于稀土离子热耦合能级对（TCLs）能量传递的荧光温度传感器因TCLs之间能量差的限制存在测温灵敏度低及信号区分困难等问题。为寻求更优的解决方案，本研究探索了氧空位缺陷发光在荧光温度传感器领域的应用前景。本文通过高温固相法合成了BaMgSiO₄陶瓷，由于在高温烧结过程中有少量Ba²⁺和Mg²⁺蒸发，陶瓷中会产生氧空位以保持材料电中性。这些氧空位所形成的缺陷能级在332 nm紫外光激发下，发射出372，400，527 nm三种波长的发射光。这三种发射光强度对温度有着不同的敏感性，使得其能够良好应用于荧光温度传感领域。其中，I₃₇₂和I₅₂₇组成的温度传感系统相对测温灵敏度在298 K时为2.90%·K^-1，高于传统TCLs荧光温度传感器的测温灵敏度，突破了TCLs温度传感器的灵敏度天花板。另外，由于372 nm和527 nm波长相差较大，使得BaMgSiO₄陶瓷有着室温下绿光发射到458 K高温下蓝光发射的显著变化，实现了温度监控可视化。因此，BaMgSiO₄陶瓷因其独特的氧空位缺陷发光特性，为开发荧光温度传感器提供了一种高精度和可视化的新选择，为荧光温度探测技术提供了一条新思路。

利用高温固相法合成了Ca_9.15La_0.9（PO₄）₇∶0.05Eu²⁺，yMn²⁺和Ca_9.3La_0.8（PO₄）₇∶0.05Eu²⁺，yMn²⁺系列荧光粉。通过荧光粉的发射光谱和荧光衰减曲线证实Eu²⁺、Mn²⁺之间存在能量传递，且增大Mn²⁺的掺杂浓度，获得了从青光（绿光）到白光变化的荧光粉。材料的热稳定性显示Eu²⁺的两个不同颜色的发射峰表现出不同的温度猝灭行为。Ca_9.15La_0.9（PO₄）₇∶0.05Eu²⁺，0.35Mn²⁺的色坐标接近标准白光且色温与太阳光相近，光谱覆盖整个可见光区域。研究结果表明，材料在白光发光二极管方面有潜在的应用价值。

红光?近红外光谱技术在医疗领域具有广泛的应用。但对于当下采用蓝光LED激发荧光材料实现红光?近红外光谱输出的器件结构而言，则普遍存在蓝光过剩的问题。本文提出了通过构筑Ce³⁺→Cr³⁺能量传递从而实现抑制器件蓝光输出的策略。以Ba₃Sc₄O₉为研究对象，采用Ce³⁺/Cr³⁺共掺杂，研究了其发光性能。结果表明，共掺杂的Ba₃Sc₄O₉∶Ce³⁺/Cr³⁺同时具备了红光和近红外光发射能力，发射主峰分别位于585 nm和835 nm；Ce³⁺→Cr³⁺能量传递效率达50.92%。所封装的近红外LED器件的蓝光强度下降了78%，而Cr³⁺的发射强度增至181%。

多格位占据及其能量传递普遍存在于稀土发光材料的各个领域，且具有重要的科学及现实意义。Ce³⁺的4f?5d和Eu³⁺的4f?4f跃迁代表了稀土离子两种典型的电子跃迁类型。我们以Ce³⁺或Eu³⁺分别激活的E（δ）?Gd₂Si₂O₇（Pnma）、G?La₂Si₂O₇（P2₁/n）和F?Eu₂Si₂O₇（P1ˉ）为代表案例，讨论和思考稀土离子的多格位占据及其非辐射能量传递，重点阐述了晶体结构、样品相纯度、掺杂浓度、光谱测试、格位间能量传递和光谱分辨率等需关注的事项。在稀土离子激活的发光材料研究中，我们既需考量材料晶体结构与光谱的自洽，也要从光谱及发光衰减动力学对格位间能量传递（包括传出能量和接收能量）方面进行分析。希望这些内容在实验及表征上对刚涉足相关领域的读者有所启发。

发光层中载流子的平衡以及拓宽的激子分布对于制备高性能白光有机发光二极管(WOLEDs)至关重要。采用蓝光热激活延迟荧光(TADF)分子DMAC-DPS、绿光磷光分子Ir (ppy)₂(acac)和红光磷光分子RD071制备了基于激基复合物主体的TADF/磷光杂化WOLEDs。在发光层中引入TCTA:DPEPO激基复合物作为主体不仅平衡了电荷和空穴传输，拓宽了激子复合区，并构建蓝-绿-红发光层之间级联式激子能量传递，有效提升了激子利用率，降低了器件的效率滚降。通过调控发光层中载流子平衡及激子分布，白光器件的最大电流效率(CE)、功率效率(PE)和外量子效率(EQE)分别为37.1 cd·A⁻¹、36.4 lm·W⁻¹和17.5%，并且在1000 cd·m⁻²亮度下依旧保持在26.6 cd·A⁻¹、18.2 lm·W⁻¹和12.3%，对应色坐标(CIE)和显色指数(CRI)分别为(0.451,0.428)和88。值得注意的是，在1000~5000 cd·m⁻²亮度范围内，CIE变化仅为(0.006, 0.004)，表现出优异的色稳定性。同时，通过单极性主体和双极性主体的对比，阐明了双极性主体中载流子复合及激子能量传递机制。最终，通过器件传输层的优化进一步降低了器件的工作电压，提升了载流子平衡性，器件EQE及PE分别提升至19.3%和52.6 lm·W⁻¹，并保持了高的显色指数(CRI=90)及良好的色稳定性。

采用有机小分子钝化钙钛矿下表面（埋底界面）可以有效抑制钙钛矿埋底界面缺陷形成，降低载流子复合几率。本工作通过预先沉积钝化分子苯乙胺（PEA）的方法来钝化钙钛矿埋底界面。钝化后的钙钛矿晶粒大小与表面形貌无明显变化，吸收边和发光波长稍有红移，最高分子占据轨道能级略有提高。“Pb”元素结合能向高能级移动，而“N”元素结合能向低能级移动，并且钙钛矿中PbI₂的残留量明显减少，表明钝化分子PEA通过“N”原子与钙钛矿下表面悬挂的“Pb”以及残留PbI₂相互作用。基于PEA钝化的钙钛矿电池的开路电压、短路电流密度、填充因子和转换效率分别从1.041 V、21.29 mA/cm²、74.09%和16.41%提高到1.102 V、22.44 mA/cm²、79.28%和19.6%。器件性能的显著提高主要由于载流子的复合降低，归因于：（1）PEA钝化未饱和配位“Pb”引起的缺陷；（2）PEA钝化卤化铅微晶组成的复杂相引起的缺陷；（3）钙钛矿与空穴传输层之间的电荷转移速率的提高。钝化的钙钛矿电池器件稳定性明显增强。这种简便、有效的埋底界面钝化策略可以应用于未来大面积钙钛矿太阳能电池的制备。

提高上转换发光效率是促进上转换发光材料实际应用的关键。在NaErF₄@NaYF₄体系中，惰性NaYF₄壳层可以抑制高组分Er³⁺掺杂下的发光浓度猝灭，其上转换发光主要来源于Er³⁺⁃Er³⁺的能量传递上转换。本文利用共沉淀法制备了Er³⁺和Yb³⁺分区掺杂的NaErF₄@NaYbF₄@NaYF₄核壳结构的纳米颗粒，通过包覆惰性壳层研究Er³⁺⁃Yb³⁺⁃Er³⁺之间的能量传递和反向能量传递过程。由于808 nm波长只能激发Er³⁺而不能激发Yb³⁺，因此在808 nm波长激发下，Er³⁺在惰性壳层的保护作用下将激发态能量传递给Yb³⁺，随后通过反向能量传递回Er³⁺，使得Er³⁺的上转换发光增强。实验结果发现，当中间层Yb³⁺掺杂浓度为100%时，绿色和红色上转换发光最大增强倍数为24.9和9.79。

近红外荧光转换型发光二极管（pc-LED）在光谱分析、生物成像、夜视照明等领域有重要应用价值，得到了人们的广泛关注。本文采用高温固相法制备了一系列Ca₂TbHf₂Al₃O₁₂∶Ce³⁺，xCr³⁺（CTHAO∶Ce³⁺，xCr³⁺）近红外荧光材料，通过粉末XRD表征结合结构精修技术确定制备的CTHAO∶Ce³⁺，xCr³⁺为纯相石榴石结构。在该样品中，Tb³⁺作为基质组成，与掺杂离子Ce³⁺共同作为Cr³⁺离子的敏化剂，三者之间存在多种能量传递效应，通过光谱及荧光寿命表征证实存在Ce³⁺→Tb³⁺、Ce³⁺→Cr³⁺、Tb³⁺→Cr³⁺的能量传递过程；重点分析了Tb³⁺向Cr³⁺的能量传递机制，以偶极-四极交互作用为主导，能量传递效率可达79.5%。CTHAO∶Ce³⁺，0.02Cr³⁺在100 ℃时的近红外发射强度能保持初始强度的36%，计算得到活化能为0.30 eV。将该样品与410 nm芯片相结合制成器件，在驱动电流为200 mA时，近红外最大输出功率可达7.5 mW，光电转换效率为1.2%。本工作研究了通过多重能量传递提高Cr³⁺的发光，对于设计和开发Cr³⁺激发的高效近红外发光材料有一定的指导意义。

力致发光材料具有将机械刺激转变为光子发射的独特性能，因而被广泛应用于结构健康诊断、信息防伪、生物工程和电子皮肤等力学传感领域。然而，已报道的力致发光材料种类有限，且对于力致发光相关的载流子跃迁过程理解不够深入，极大地限制了其开发和应用。针对上述问题，本工作开发了新型混合阴离子型力致发光材料Ba₂Gd（BO₃）₂Cl∶Ln（Ln = Eu，Tb，Dy，Sm，Nd），并探究了其光致发光性能与相关载流子跃迁过程。该研究通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、多模式激发下的稳态和瞬态光谱技术研究了样品的结构形貌、光致发光与力致发光性能，提出了该材料可能的发光机制。研究结果表明，在280 nm光激发下，Ba₂Gd?（BO₃）₂Cl∶Eu的发射峰位于536，594，613，625，654，695，710 nm，第一个宽峰和其余窄峰分别对应于Eu²⁺和Eu³⁺的发射，即掺杂的Eu呈现混合价态。而在机械作用下，Ba₂Gd（BO₃）₂Cl∶Eu几乎只表现出Eu³⁺的橙红光发射，这可能是由于机械作用优先激发基质中的价带电子所致。此外，Eu的光致发光和力致发光最佳掺杂浓度均为2%。在0.23~1.55 mJ的冲击能下，力致发光强度与冲击能量呈线性关系。通过改变掺杂镧系元素的种类，实现了力致发光从可见光区域到近红外区域的拓展。这项工作为解释混合价态材料的力致发光机制提供了思路，并在应力传感领域呈现出潜在的应用价值。