掺铈钆铝镓石榴石(Gd3(Al,Ga)5O12∶Ce，简称GAGG∶Ce)闪烁晶体是近年来发现的一种新型稀土闪烁晶体，具有光输出高、能量分辨率高、衰减时间短、无自辐射和不潮解等优点，在核医学成像、安检和环境监测等领域具有广阔的应用前景。本文报道了GAGG∶Ce晶体的提拉法生长与闪烁性能表征。利用高温固相反应法合成GAGG∶Ce原料，采用XRD对合成的原料进行了物相分析，结果表明，在1 500 ℃下煅烧12 h合成的多晶料为纯GAGG相。利用提拉法生长出尺寸50 mm×90 mm的GAGG∶Ce晶体，测试了其透过光谱、X射线激发发射光谱和脉冲高度谱，结果表明，7 mm厚样品550 nm的透过率为81.5%，晶体X射线激发发射峰中心波长位于550 nm，晶体的光输出为59 000 photons/MeV，能量分辨率为6.2%@662 keV，晶体衰减时间快分量为149 ns，慢分量为748 ns。

本文通过高温固相反应成功制备了Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+, xNa+(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列荧光粉。X射线衍射分析和精修结果表明，Eu3+和Na+成功掺杂到Sr3ZnNb2O9基质中，并部分取代了Zn2+。采用扫描电子显微镜测试了样品的微观形貌和元素分布。光谱特性和热稳定性研究表明，Na+的最佳掺杂浓度为x=0.2，Na+的引入提高了Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+荧光粉的热稳定性，活化能为0.163 eV。计算出Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+, 0.2Na+样品的CIE色坐标为(0.618, 0.376)，相关色温和色纯度分别为1 855 K和98.46%。

用高温固相法制备了一系列 2 at.% Dy3+ 和 x at.% Eu3+ (x=0,0.1,0.5,1,2,5) 共掺 NaY(MoO4)2 样品。X 射线衍射 (XRD)、 扫描电子显微镜 (SEM) 及红外光谱 (FTIR) 表征结果表明所合成的样品为四方相结构, 空间群为 I41/a。进一步研究了样品的激发光谱和在近紫外光激发下的发射特性, 结果表明 Dy3+ 和 Eu3+ 之间存在能量共振传递, 从而增强了 Eu3+ 的发光。2 at.% Dy3+ 和 2 at.% Eu3+ 共掺样品的 CIE 色度坐标值 (x=0.659,y=0.338) 接近 NTSC 规定的标准值, 因而有望作为显色性能优良的发光材料用于固态照明领域。此外， NaY(MoO4)2 物化性能稳定, 易采用提拉法生长, 因此本研究结果可以为 Dy3+ 和 Eu3+ 共掺 NaY(MoO4)2 单晶生长以及蓝紫光泵浦可见激光特性研究提供参考。

为了研究Na+掺杂对Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+荧光粉发光性能的影响, 本文采用高温固相反应法成功制备了一系列Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.10;x为摩尔分数)荧光粉。XRD图谱和精修结果表明, Na+成功掺入Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+晶格。发光性能测试结果表明, Na+的掺入提高了Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+荧光粉的发光强度, 其最佳掺杂浓度为5%。在406 nm波长激发下, 荧光粉在602 nm (4G5/2→6H7/2)处发射峰最强且发射出橙红光。浓度猝灭结果及热稳定性研究表明, Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,0.05Na+基质中能量传递主要发生在最近邻离子之间, 荧光粉的热猝灭激活能为0.119 eV。该荧光粉的色坐标位于橙红色区域(0.593 5,0.404 7), 与国际照明委员会规定的标准色坐标(0.666,0.333)接近, 表明Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用前景。

通过还原气氛下的高温固相反应制备了Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+(x=0.001~0.006)荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)和荧光分光光度计分析了Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+荧光粉的晶体结构和发光性能, 通过光致发光(PL)谱和光激励发光(PSL)谱表明所有的发光中心都来源于Eu2+离子。在320 nm和365 nm激发下, 可以观察到以470 nm为中心的蓝光发射和530 nm为中心的绿光发射。热释光测试证明, Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+材料的俘获陷阱深, 室温下受热扰动影响小, 在800 nm红外光激发下, 被俘获的电子释放, 在发光中心中与空穴复合发光。在254 nm紫外线照射0.5 h后, 用980 nm红外激光器照射, 可以观察到绿色的光激励发光, 结果表明Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+具有光存储特性。

利用高温固相法成功制备了Er3 +单掺、Er3 +/Yb3 +共掺杂Ca12Al14O32F2上转换发光样品。在980 nm激光激发下, Er3 +单掺和Er3 +/Yb3 +共掺杂样品均呈现出较强的绿光(528, 549 nm)和较弱的红光(655 nm)发射, 分别归因于Er3 +离子的2H11/2, 4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁。随着Er离子浓度的增加, 单掺杂样品上转换发光强度先增大后减小, 最佳掺杂浓度为0.8%。共掺杂Yb3+后, Er3+的发光强度明显增大。还原气氛下合成的样品上转换发光强度增大约两倍, 可能和笼中阴离子基团变化有关。发光强度和激发光功率的关系表明所得上转换发射为双光子吸收过程, 借助Er3 +-Yb3 +体系能级结构详细讨论了上转换发射的跃迁机制。

采用高温固相法在1 100 ℃下合成出一系列不同掺杂浓度的BaLa1-xLiTeO6∶xEu3+ (x=0.1~1)红色荧光粉，并对其结构、形貌、光谱特性及LED光色电性能进行了系统研究。结果表明，在BaLaLiTeO6中Eu3+的最大和最佳掺杂浓度均为x=0.4，更大的掺杂量将导致杂相和浓度猝灭的产生。在465 nm光激发下，该浓度的样品发射光谱中5D0 →7F2与5D0 →7F2强度比值达到了7.31，色品坐标值为(0.665,0.334)，色纯度为99.7%，荧光寿命为660.9 μs，绝对量子效率达到71.4%。在100 ℃时积分发光强度是室温时的84.5%，热激活能经计算为0.434 eV。基于该样品的红光LED灯珠能够发出明亮的红光。综上所述，该类荧光粉表现出良好的发光效率、色纯度及发光热稳定性，在白光LED中具有潜在的应用价值。

为了研究ZnF2作为基质材料、稀土离子Yb3+和Er3+共掺摩尔分数不同时的发光性能, 采用高温固相法, 在820℃时制备稀土掺杂ZnF2样品, 并对各个样品进行上转换发射光谱测试。将激发功率与上转换发射功率进行曲线拟合, 确定Yb3+和Er3+光子吸收过程。结果表明, 在980nm半导体激光器激发下, 样品在可见光区域内存在533nm,555nm和655nm 3个上转换发射峰, 发射的红光强度大于绿光强度, 吸收光子数目依次为1.73,1.75,1.88, 确定3个发射峰均对应于双光子吸收。此研究说明稀土离子掺杂ZnF2材料将在上转换红色荧光粉领域有重要的应用前景。

使用高温固相法于还原气氛中合成了SrLiAl3N4: Eu2+荧光粉并研究了其晶体结构和发光性质。样品均可以被蓝光或紫外光有效激发发射红光。XRD和SEM图谱显示合成了单相SrLiAl3N4。粉体的激发光谱在200～600 nm波长范围内呈现出双峰宽带激发带, 在267 nm、474 nm处分别有一个激发峰。发射光谱仅有一个宽带发射峰, 峰值在654 nm处, 属于Eu2+离子的5d→4f特征跃迁。荧光粉发光强度与Eu2+离子掺杂摩尔分数之间的关系表明: 随着Eu2+离子掺杂摩尔分数的增加, 粉体发光强度先上升后下降, 最佳掺杂摩尔分数为0.4%, 继续增大Eu2+离子的掺杂量会发生浓度猝灭现象。所准备的SrLiAl3N4: Eu2+荧光粉具有较好的热稳定性和较高的量子效率。