Vật liệu Gd2O3:Er3+ được tổng hợp bằng phương pháp kết tủa đồng thời và nung trong môi trường chân không. Phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy cấu trúc lập phương ổn định với kích thước tinh thể tăng theo nhiệt độ nung. Phổ phát quang dưới kích thích tử ngoại thể hiện các dải phát xạ xanh và đỏ, trong đó cường độ phát xạ xanh tăng theo nhiệt độ nung. Dưới kích thích hồng ngoại gần, vật liệu cho phát xạ lên chuyển tại các bước sóng 487 nm, 525 nm, 550 nm và 667 nm, tương ứng với các chuyển tiếp của ion Er3+. Nồng độ Er3+ tối ưu là 4 mol%, vượt quá giá trị này gây suy giảm phát quang do hiện tượng dập tắt nồng độ. Phân tích phổ CIE cho thấy khả năng điều chỉnh màu sắc phát xạ từ đỏ sang xanh bằng cách thay đổi nhiệt độ nung và nồng độ pha tạp. Cơ chế phát quang được giải thích thông qua hấp thụ trạng thái cơ bản và kích thích trạng thái kích thích, cùng với quá trình truyền năng lượng và phân rã không phát xạ.