过渡金属Mn由于独特的发光特性,在照明、显示以及生物成像等领域具有重要的应用前景。研发Mn掺杂的新型发光材料及其应用成为当前发光领域的研究热点之一。Mn是一种变价元素,其中Mn²⁺和Mn⁴⁺都是重要的发光激活离子,它的价态形式会直接影响其所呈现的发光性质。因此,无论是在基础研究还是应用层面,关于Mn价态调控的研究都具有重要的意义。通常情况下,Mn²⁺激活的发光材料需要在还原性气氛下才能获得,但在一些特殊的基质中,Mn离子能够在空气或氧化性气氛下自发地由较高价态还原为较低价态Mn²⁺。目前,关于Mn离子的这一自还原现象已有一些研究和报道,但自还原的过程和机理仍不清晰,深入研究和阐明高价Mn到Mn²⁺的自还原机理及价态调控具有重要的科学意义。鉴于此,本论文详细研究了Mn在硅酸盐中的自还原特性及价态调控与发光。本论文的主要内容分为五个部分:第一章绪论部分主要概述了Mn²⁺和Mn⁴⁺的发光特性和相应的研究和应用,Mn离子的价态调控及自还原的研究内容、方法以及现有的理论成果,硅酸盐基质的性质特点及其在无机发光材料中的应用,以及本课题的研究意义、研究内容和来源等。第二章为样品的制备与测试表征,主要介绍了实验过程中所采用的原料和仪器设备,样品制备方法以及测试表征和计算方法等。第三章和第四章为实验内容与所得结果的分析讨论,其中第三章是Na₂ZnSiO₄:Mn的自还原及发光性能研究,主要探究了Na₂ZnSiO₄:Mn体系中Mn离子的自还原现象发生的机理过程,并对其发光性能进行了一系列的表征分析。第四章是Li₂ZnSiO₄:Mn的自还原及发光特性研究,主要讨论了Li₂ZnSiO₄:Mn体系中Mn离子的自还原现象,分析了价态的还原过程与还原程度,并通过掺杂浓度的调控实现了对其发光的调制,探究了所得材料在温度探测领域的应用潜能。第五部分为结论,主要对本论文中所得的研究结果进行了概括总结。本论文所得的研究结果如下:（1）通过高温固相法,在空气气氛下采用不同锰源合成了一系列的Na₂ZnSiO₄:Mn荧光粉。光谱性质和价态的表征测试证明了在此体系中存在Mn⁷⁺/Mn⁴⁺/Mn³⁺到Mn²⁺的自还原现象。从晶体结构、Mn源的氧化还原过程以及缺陷的角度分析了自还原的过程,提出了一种锌空位(V’_Zn)诱导的自还原机理。除了光致发光外,样品还具有长余辉发光特性。基于对样品余辉光谱和热释光曲线等测试结果,提出了一种可能的长余辉发光机理。（2）通过高温固相合成法,在空气气氛下采用不同锰源制备了一系列的Li₂ZnSiO₄:Mn²⁺荧光粉,观察到了此体系中Mn⁷⁺/Mn⁴⁺/Mn³⁺到Mn²⁺的自还原现象。并通过对与光谱的表征价态等的表征分析了Mn离子的自还原过程及还原程度。此外,调整Mn²⁺掺杂浓度实现了物相由Li₂ZnSiO₄到Li₂MnSiO₄的连续转变,得到了Mn²⁺-Mn²⁺二聚体的发光。根据对光谱性质和晶体结构的表征分析解释了Mn²⁺-Mn²⁺二聚体的形成机理,并且通过调节浓度实现了两个发光中心相对发光强度的调控。在一定的温度范围和循环次数内,样品发光可随温度的升高和降低发生可逆的变化,且具有较好的稳定性和重复性,有望在温度探测领域获得应用。