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TiO2是一种重要的宽带隙半导体材料：纳米TiO2有许多优异的性质，如吸收紫外线的能力更强，具有光敏、气敏、压敏等性质和优良的光学性能，因此成为一种优良的稀土掺杂基质材料，在敏感元件、光催化剂、太阳能电池等方面展示出广阔的应用前景。本论文分别用溶胶-凝胶以及静电纺丝法合成了零维与一维的稀土掺杂TiO2纳米晶，并对其发光特性进行了研究，主要内容如下：
1.采用溶胶-凝胶法合成了TiO2：Sm3+、TiO2：Sm3+/Br纳米晶。通过XRD、SEM、和XPS等手段对样品进行了表征，发现所有样品为直径20nm左右、分散均匀的金红石相纳米粒子；共掺杂使纳米粒子的直径尺寸略微增大。
2.对于TiO2：Sm3+/Br系列样品，确定了Br的最佳掺杂浓度。在Sm3+的激发谱中，观察到基质二氧化钛的宽带吸收，证实了基质向稀土离子Sm的能量传递。发现Br共掺时激发谱的中心位置向长波方向移动，建立能量传递模型对此进行了合理解释。
3.采用静电纺丝技术，获得了外径为50nm左右、内径约为30nm的TiO2纳米管。研究了煅烧温度以及喷纺条件对成管形貌的影响，并对成管机理进行了分析。
4.采用静电纺丝技术获得了TiO2：Er2+/Yb3+纤维并对其上转换发光性质进行了研究。结果表明样品中绿光和红光发射均为双光子过程；由于绿光和红光的中间激发态消布局过程中上转换和线性衰减竞争的结果，绿光相对红光的荧光分支比随激发功率的增加而上升。