在资源日趋紧张的当前社会,由于长余辉发光材料可以在自然光或紫外光等激发下吸收能量并将其储存起来,激发停止后将储存的能量以可见光的形式释放出来并持续一段时间,长余辉发光材料的研究越来越受到人们的关注。目前长余辉发光材料可以在许多重要的领域找到应用,例如工艺美术,应急照明,微光照明,存储介质,高能射线检测以及体内生物成像等方面。目前一般认为,长余辉的产生是由于价带或导带中的电子或空穴在激发下可以分别被电子陷阱和空穴陷阱捕获,去除激发后这些陷阱中被捕获的电子和空穴可以在合适热扰动情况下被释放,产生长余辉现象。所以,为了追求更好的长余辉发光性能,选择合适的基质以及发光中心至关重要。基于这一原理,该领域的研究人员已经在不同的晶格主体上合成了具有不同激活剂的各种长余辉发光材料。而近几十年来,稀土离子掺杂长余辉发光材料的发展得越来越快,Mn²⁺离子掺杂锌或镁锗酸盐由于其在场致发射显示器中的潜在应用而引起研究者们的兴趣。目前,Mn²⁺掺杂的锗酸盐已有Na₂ZnGeO₄:Mn²⁺,Li₂ZnGeO₄:Mn²⁺,CaZnGe₂O₆:Mn²⁺,Zn₂GeO₄:Mn²⁺以及Mn²⁺掺杂的MgO-GeO₂等相关报道。但是Mn²⁺掺杂的锗酸盐的绿光余辉寿命较短,这是由于其缺陷不佳引起的。合适的陷阱能级和陷阱密度在长余辉荧光粉材料中起着关键作用,为了提高余辉强度和持续时间,我们需要添加辅助激活剂来引入其他缺陷,在本文中我们选择了添加Cr³⁺离子作为辅助激活剂。因此,本文主要研究了Li₂MgGeO₄:Mn²⁺和Li₂MgGeO₄:Mn²⁺,Cr³⁺荧光粉的制备,主要工作及相关结论如下:首先,为了探究Li₂Mg_1-x%GeO₄:x%Mn²⁺长余辉材料高温固相法制备工艺的优化,分别在不同烧结温度、不同Mn²⁺离子掺杂浓度和过量添加GeO₂的情况下制备了Li₂Mg_1-x%GeO₄:x%Mn²⁺材料样品,通过XRD、激发光谱、发射光谱以及余辉衰减曲线等对Li₂Mg_1-x%GeO₄:x%Mn²⁺样品进行表征,研究了制备工艺对材料结晶和光学性能的影响。其次,合适的陷阱能级和陷阱密度在长余辉荧光粉材料中起着极为关键的作用,为了提高余辉强度和持续时间,需要添加辅助激活剂来引入其他缺陷。我们选择Cr³⁺离子作为辅助激活剂,分别在不同烧结温度以及改变Cr³⁺离子掺杂浓度制备了Li₂MgGeO₄:Mn²⁺,Cr³⁺长余辉荧光材料样品。通过XRD、激发光谱、发射光谱以及余辉衰减曲线等对Li₂MgGeO₄:Mn²⁺,Cr³样品进行表征,研究了制备工艺以及添加辅助激活剂Cr³⁺离子对材料结晶和光学性能的影响。最后采用Material Studio软件中的第一性原理的CASTEP计算模块分别对Li₂MgGeO₄的Mn²⁺离子单掺杂以及Mn²⁺,Cr³⁺离子共掺杂进行理论计算,探究二者余辉发射机理以及导致出现之前两章余辉性能产生变化的可能因素,提出了Li₂MgGeO₄的余辉机理模型。