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本论文以石榴石结构化合物为基质材料,采用高温固相法成功制备了系列稀十或铬离子掺杂的发光材料。系统地研究了稳定性优异且能被蓝光高效激发的Ce3+掺杂钇铝镓石榴石荧光粉的长余辉发光性能,以及Cr3+掺杂的系列石榴石化合物的发光特性,以期满足不同应用领域对材料发光性能的需求,具体研究内容如下:(1)成功合成了 Y3A12Ga3O12:Ce3+,Yb3+荧光粉,研究了不同的制备条件(如烧结气氛、温度、时间及助熔剂等)对样品结构及余辉性能的影响规律,发现适当降低温度,缩短烧结时间,添加助熔剂,在N2气氛下加压烧结利于荧光粉余辉性能的提高。随后,在优化后的制备工艺下合成了不同B3+含量的荧光粉。H3BO3作为助溶剂提高了样品的结晶性,同时,B3+离子进入四面体格位,形成新的深陷阱能级,使陷阱能级最深达1.1 eV,大幅延长了余辉时间。通过理论和实验相结合,构筑了 Y3Al2Ga3O12:Ce3+,Yb3+,B3+的电子结构图(VRBE图),并阐明其长余辉发光机理。(2)系统研究了不同格位离子取代对Y3Al2Ga3O12:Ce3+,Yb3+,B3+长余辉发光性能的影响规律,包括Si、Ge、Mg、Si-Mg、Ge-Mg、Si-Ca、Si-N等单元素取代和共取代。发现Si4+替代A13+可有效提高该材料的长余辉发光性能,并系统研究了不同Si含量对对其长余辉性能的影响,研究表明Si添加量x为0.25时,长余辉性能最佳,余辉时间超过40小时。使用初始预加热上升法估算了电子陷阱的分布,建立了 YAGG:Ce,Yb,B,0.25Si的VRBE图和长余辉发光机理图,并借助光激励等表征探讨了其在光信息存储领域潜在的应用价值。随后,对比了 Ce3+、Cr3+,Ce3+、Yb3+及 Ce3+、Cr3+、Yb3+共掺杂对Y3Al2Ga3O12:Ce3+荧光粉余辉性能的影响,发现在基质中含B、Si的基础上,Ce3+、Cr3+共掺杂后,样品的余辉性能最佳。(3)设计并合成了(CaYLu)(MgSc)(AlSiGe)O12:Cr3+荧光粉,实现了650～1100 nm的宽带发射。系统研究了不同Cr3+浓度对荧光粉发光性能的影响。并将其与460 nm的蓝光芯片复合封装了 pc-LED器件,探讨了其在生物成像领域的应用价值。基于Cr3+掺杂的石榴石型近红外发光材料,研究了不同格位多元素共取代对其结构和发光性能的影响,发现不同格位多离子掺杂可有效增加近红外发光的半峰宽。