本文综述了各种长余辉材料的发展历史和研究现状以及材料的长余辉发光机理,在此基础上我们选择Tb³⁺掺杂的ZnO-B₂O₃-SiO₂（ZBS）玻璃为研究对象,通过荧光光谱、余辉衰减曲线、热释光谱以及紫外—可见吸收光谱等实验手段系统地研究了玻璃的长余辉发光机理以及过渡金属离子掺杂对玻璃中陷阱的影响。 本文从吸收能量、储存能量、传递能量、放出能量四个方面,围绕陷阱的类型、深度和陷阱的能级分布以及能量的转换方式、能量传输路径等几个问题,对Tb³⁺掺杂ZBS玻璃的长余辉发光机理进行了详细研究,并建立了其长余辉发光的半程隧穿模型。该模型认为:Tb³⁺掺杂ZBS玻璃的长余辉发光只跟能级较浅的电子陷阱有关,这部分陷阱的能级呈现指数分布,不同能级深度的陷阱对应着余辉衰减的不同过程;Tb³⁺离子是被紫外光直接激发发生光氧化失去电子的,然后电子经由导带被能级深度不同的电子陷阱捕获;电子从陷阱中热致逃逸出来后,通过5d能带隧穿到与陷阱最邻近的激活离子上而复合发光。 根据半程隧穿模型机理,玻璃的长余辉发光性能有很多决定因素,当基质材料和发光离子固定时,材料就具备一定的能量转化方式和能量传输路径,并且具备合适的陷阱,改变材料中的组分、微量元素或添加新的元素,陷阱的深度和浓度就会发生变化,材料的长余辉发光性能就会随之而发生变化。研究表明,Tb³⁺掺杂ZBS玻璃的长余辉性能与光致变色性能具有同步性,可以寻找变色效果强的玻璃体系来开发性能更好的余辉玻璃体系。 论文选择对玻璃的光致变色行为有影响的过渡金属Ti、Zr、Ag,作为辅助激活剂,研究这些微量元素对Tb³⁺掺杂ZBS玻璃的长余辉发光性能的影响。研究表明,Tb³⁺掺杂ZBS玻璃中加入微量过渡金属元素Ti、Zr、Ag后,玻璃中的陷阱在空间和能级上均发生不同程度的变化,引起余辉性能在时间和强度上的相应的变化。因此,进一步开展对过渡金属元素引起玻璃中陷阱的多样性规律的探讨,有选择性地掺杂过渡金属元素,可实现Tb³⁺掺杂ZBS玻璃材料中陷阱的可控性和可调节性,实现长余辉性能的可控性,从而实现长余辉玻璃材料在信息领域新的应用。