近红外光在激光、光纤通信、太阳光谱转换以及生物荧光探针等领域具有广泛的应用。由于稀土离子特殊的电子能级结构,可以发射多种波段的近红外光,因此稀土元素掺杂的近红外发光材料引起人们很大的关注。一般而言,稀土离子的发光是由4f轨道上电子跃迁产生,其受宇称选择定则的制约,激发效率非常低,以致其发光效率往往也比较低。敏化是提高其发光效率的有效方法,即敏化剂吸收激发能量后将能量传递给稀土离子,以此来获得稀土离子的高效发光。常用的敏化剂有过渡金属离子、某些稀土离子及半导体化合物等。虽然稀土离子的敏化发光的研究已经取得一些发展,但制备宽带敏化下的高效近红外发光材料,认识其敏化与发光机制,依然是一个需要解决的问题。本文内容包括五个方面。第1章简单介绍了近红外光的性质,以及稀土离子在发光领域的相关应用,并且介绍了敏化发光的原理。第2章介绍了稀土离子发光的理论基础,并且讲述了能量传递过程中的相关理论。第3章,发现Ca14Zn6Al10O35基质中四价锰离子(Mn4+)对铒离子(Er3+)具有高效的敏化作用,Mn4+可以将吸收的光能传递给Er3+,进而提高Er3+的近红外发光效率。在该基质中Mn4+离子对紫外和可见光都有很强的吸收,因此有效拓宽了Er3+离子近红外发光的激发光谱。在本章中详细分析了Mn4+与Er3+的激发与发射光谱以及它们之间的能量传递过程。第4章,根据第三章的研究,发现在Ca14Zn6Al10O35基质中Mn4+离子对三价钕离子(Nd3+)和三价镱离子(Yb3+)同样具有敏化作用。Mn4+可以将吸收的紫外和可见光能量传递给Nd3+/Yb3+,并且使其发射1000 nm左右的近红外光。由于硅太阳能电池最有效的光谱响应范围在1000 nm左右,因此这种Mn4+,Nd3+/Yb3+共掺杂Ca14Zn6Al10O35的光谱转换材料有希望用于增加硅太阳能电池对短波长光的光响应度,提高它对太阳光的总光电转换效率。第5章中我们制备了g-C3N4:Yb3+复合材料,Yb3+离子可以复合在g-C3N4半导体上。这种复合材料可以将吸收的蓝紫光能量传递给Yb3+离子,最终使Yb3+离子发射1000 nm左右的近红外光。