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本论文选用多种材料基质,制备了不同余辉颜色的长余辉发光材料,针对在可见光范围的多色化研究,其主要集中在三基色(蓝、绿、红)长余辉发光材料的余辉性能和机理的研究。蓝色长余辉发光材料：利用高温固相法制备了长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+,Pr3+和CaAl2O4:Eu2+,Nd3+,Mn2+.研究发现,Pr3+的掺入改变了样品的发射光谱并有效地提高了样品的发光亮度,这是因为Pr3+到Eu2+在CaAl2O4基质中存在着能量传递过程的原因。热释光谱分析显示,Pr3+和Nd3+进入晶格环境的不同,各自产生的缺陷NdCa·和PrCa·对Ca空位的吸引存在一种竞争的关系,而这种竞争的存在导致了Pr3+俘获载流子的有效陷阱浓度的降低。由CaAl2O4:Eu2+,Nd3+,Mn2+的发射光谱显示出两个不同的发射主峰(440nm和545nm),其分别归属于Eu2+的f-d跃迁和Mn2+的4T1-6A1禁带跃迁。光谱和余辉衰减曲线显示,Eu2+和Mn2+离子之间同样存在着能量传递现象,基于这种能量传递过程,分别对样品的光致发光和余辉颜色进行了研究。另外,利用热释光分析技术,对Mn2+的掺入对CaAl2O4:Eu2+,Nd3+的余辉性能产生的影响进行了探讨。绿色长余辉发光材料：利用高温固相法制备了长余辉发光材料SrAl2O4:Ce2+,Mn2+。研究发现,通过调节Mn2+离子的浓度调节Ce3+/Mn2+之间的能量传递效率,从而实现发光颜色表现出从蓝色到绿色的可调。当撤掉光源后,这种能量传递过程的持续性,保证了Mn2+的绿色余辉的呈现。这种方法为长余辉发光材料的发光和余辉颜色的控制提供了一种思路。红色长余辉发光材料：分别对样品A2SnO4:Sm3+(A=Ca, Sr, Ba)进行热释光,余辉和光存储性能进行研究。从热释光曲线分析显示,Ca2SnO4:Sm3+的主要陷阱的深度对产生余辉现象非常有利,其余辉时间达到几个小时；Sr2SnO4:Sm3+的主要陷阱深度远高于室温,非常适合作为光存储材料进行应用；较弱的发光强度限制了Ba2SnO4:Sm3+实际应用的要求。三样品的余辉性能表现出这样的规律Ba2SnO4:Sm3+<Sr2SnP4:Sm3+<Ca2SnO4:Sm3+,分析认为应该是材料内部阳离子空位起到至关重要的作用。除此之外,对不同气氛下得到的Sr2SnO4:Sm3+进行了研究,研究发现,相比于空气烧结得到的样品,真空下的样品不论是发光性能和余辉性能都有大幅度地提高。这种性能的改善源自于其内部氧空位的增加,作为电子陷阱有效俘获电子并将能量有效传递给发光中心。其他颜色长余辉发光材料：在不掺杂任何稀土离子情况下,Ca3SnSi2O9不但表现出自激发发光现象,而且撤掉光源后,仍然持续发光。当选择合适的稀土离子掺入Ca3SnSi2O9基质中,均表现出各自特征发射的余辉现象,这是因为稀土离子和基质之间存在这能量传递过程的缘故。热释光曲线分析显示,不同稀土离子的掺入不但作为发光中心,而且为合适的陷阱中心的产生提供了条件。