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长余辉材料既可光致发光,也可吸收部分激发能并储存。激发光源关闭后,激发过程中存储的能量可以自发的在室温下以可见光的形式以缓慢的速率释放。这种特性使得长余辉发光材料广泛地应用在安全指示照明、夜光陶瓷、室内装潢涂料、应急照明等场所。本文探讨的碱土锂硅酸盐长余辉材料,由钙、锶、钡等元素的碳酸盐和碳酸锂、高纯二氧化硅、稀土氧化物通过高温固相法合成。本论文研究了 L2SrSiO4:Tb3+、Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Tb3+、Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Eu2+,Dy3+的制备过程和发光性能,结合余辉衰减曲线模型的确立和热释光谱的拟合,对材料的缺陷能级进行状态描述,对余辉产生机理进行分析。期待通过这些分析,定量化研究长余辉发光材料的性质。研究中通过固相法制备合成方法,获得Tb3+激活的硅酸锶锂。选择850℃下煅烧,得到不同Tb3+浓度的Li2SrSiO4: Tb3+样品后,进行XRD粉末衍射测试确定它们晶体结构为六方相,并且是单一的纯相,没有任何多余杂相。在此基础上,通过PL和PLE谱图的测试来表征不同浓度的Li2SrSiO4:Tb3+样品的荧光性能,发现其发光峰位置为488nm,543nm, 584nm,625nm,分别对应于Tb3+离子的5D4到7Fj(j=6,5,4 and 3)的跃迁。通过对不同掺杂浓度的Li2SrSiO4: Tb3+样品的发射光谱进行比对,找到这种荧光粉的浓度淬灭点,对应Tb3+浓度为0.01 (原子比)。对这种现象运用能量转移理论进行分析,发现能量传递机制为双极-四极电子交互作用。移去激发光源,发现该材料具有余辉发光特性。对其衰减模型进行了分析,发现该衰减符合三指数衰减模型。运用热释光测试技术,用软件拟合热释谱,得到陷阱深度为0.38ev和其浓度为1.27×1010mol-1,发现该余辉机理满足空穴与陷阱的释放与复合模型。研究中还通过固相法,制备了新颖的绿色发光的Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Tb3+长余辉固溶体发光材料。制备了多组不同浓度的Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Tb3+样品,XRD粉末衍射测定确定了它们均为正交晶,且确定均是纯相。通过PL和PLE谱图的测试来表征不同浓度的Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Tb3+样品的荧光性能,其发射峰为487nm,543nm (主峰),584和626 nm,分别对应于Tb3+离子的5D4到7Fj(j=6,5,4 and 3)的跃迁。这种荧光粉的浓度淬灭点,为Tb3+浓度为0.008原子比,能量传递机制为双极-双极电子交互作用。该材料也具有余辉发光行为,其衰减符合三指数衰减模型。热释光研究发现,由于Tb3+的加入,产生的陷阱深度为0.43ev,浓度为3.86×1010。余辉产生的机理同样符合空穴与陷阱的释放与复合模型。研究中还在 900℃下合成了 Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Eu2+和 Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Eu2+,Dy3+荧光粉。XRD 结果表明了 Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Eu2+和 Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:Eu2+,Dy3+的纯相正交晶体结构。激发后,两种材料体现了橙黄色发光,它们是Eu2+离子的宽带发射,对应于Eu2+离子的4f65d1-f7跃迁。浓度淬灭的研究表明,Eu2+在基质中的最佳浓度为0.07。研究中发现,余辉性能最优的荧光体是Li2Ca0.4Sr0.6SiO4:0.07Eu2+,0.03Dy3+样品,Dy3+的加入,有效提高了材料的余辉性能。热释光分析表明,Dy3+的加入,提高了陷阱浓度和陷阱能级深度,延长了处于亚稳态电子的寿命,使得余辉发光得到增强。