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本发明公开了一种氧化锆基稀土上转化发光薄膜材料及其制备方法。用溶胶-凝胶法制备的氧化锆薄膜作为基质材料,通过敏化剂和上转换发光中心的共掺杂,实现高效的上转化发光薄膜材料。其使用的基质材料具有高的化学和热稳定性及光学透明性、较宽的禁带宽度和较低的声子能量。通过溶液掺杂手段,易于实现稀土离子间的比例调控,从而便于上转换发光波段的调节。制备过程中的前驱体溶胶稳定性好,可以长期存放,多次使用。同时,得到的薄膜材料易于加工并与器件进行结合,利于材料的器件化应用。