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长余辉发光材料是一种绿色储能的光学材料。由于该材料具有的长时间自发光的能力，在检测诊断、夜视仪器仪表、消防应急、交通安全指示以及城市景观等领域具有重要的现实应用。特别是近年来发射近红外光的长余辉材料在生物医学成像领域的应用成为热门。然而，长余辉材料面临着两大难题，一是发射红光的材料比较匮乏，并且发光性能较差，二是很多发光材料的发光机理仍是不明确的。本工作主要围绕着发射红光的Mn和Eu共掺的Zn-Mg-Ge-O体系的长余辉发光材料的光学性能展开。
文中采用高温固相法制备了Mn、Eu共掺的Zn-Mg-Ge-O体系的长余辉发光材料。实验中采用控制变量法，分别以烧结温度和Zn的含量作为变量，制备一批样品。通过比较样品的晶体结构、表面形貌、成分组成和光学性能等特点，来确定最佳的Zn的含量和烧结温度。
表征结果发现，样品中的主要晶体结构为MgGeO3和Zn2GeO4，样品发射的红光来自于Mn/Eu共掺杂MgGeO3，而发射的绿光则是由于Mn/Eu共掺杂Zn2GeO4引起的。当烧结温度一定时，样品发射红光的强度随着Zn含量的不断增加是先增(x≤0.7)后减的，Zn含量达到0.7时，样品在375nm激励下发射的红光强度最高。然而，在Zn含量高于0.7时，样品的余辉颜色分别出现了橙色(x=0.8)、黄色(x=0.9)和绿色(x=1)。并且在Zn含量高达1时，样品发射的绿光强度随着烧结温度的上升，呈现出先增后减的趋势，在烧结温度为1200℃时最强。
在实验结果的基础上，我们分别构建了Mn摻杂的MgGeO3和Zn2GeO4，以及Eu摻杂的MgGeO3和Zn2GeO4相应的模型，并利用密度泛函理论得到的他们的精细能带结构。我们发现，尽管MgGeO3:Mn,Eu和Zn2GeO4:Mn,Eu的发光中心都是Mn2+，但是它们电子-空穴对分离的位置和电子发射光子的跃迁路径是不同的。MgGeO3:Mn,Eu的电子空穴分离发生在Mn的6A1(S)能级，而Zn2GeO4:Mn,Eu的则出现在价带(用VB表示)。电子的向下跃迁路径在MgGeO3:Mn,Eu中为4T2(D)→6A1(S)，而在Zn2GeO4:Mn,Eu中则为4T2(D)→VB。而Eu3+在MgGeO3和Zn2GeO4中则是作为陷阱中心，它们的区别在于，Eu3+在这两种晶体中形成的陷阱深度不同。因此，我们提出了一种新的Mn，Eu共掺的MgGeO3和Zn2GeO4发光机理模型来更加合理地解释实验中的光学现象，希望能对研究Mn摻杂的发光材料的人们提供帮助。
文中采用高温固相法制备了Mn、Eu共掺的Zn-Mg-Ge-O体系的长余辉发光材料。实验中采用控制变量法，分别以烧结温度和Zn的含量作为变量，制备一批样品。通过比较样品的晶体结构、表面形貌、成分组成和光学性能等特点，来确定最佳的Zn的含量和烧结温度。
表征结果发现，样品中的主要晶体结构为MgGeO3和Zn2GeO4，样品发射的红光来自于Mn/Eu共掺杂MgGeO3，而发射的绿光则是由于Mn/Eu共掺杂Zn2GeO4引起的。当烧结温度一定时，样品发射红光的强度随着Zn含量的不断增加是先增(x≤0.7)后减的，Zn含量达到0.7时，样品在375nm激励下发射的红光强度最高。然而，在Zn含量高于0.7时，样品的余辉颜色分别出现了橙色(x=0.8)、黄色(x=0.9)和绿色(x=1)。并且在Zn含量高达1时，样品发射的绿光强度随着烧结温度的上升，呈现出先增后减的趋势，在烧结温度为1200℃时最强。
在实验结果的基础上，我们分别构建了Mn摻杂的MgGeO3和Zn2GeO4，以及Eu摻杂的MgGeO3和Zn2GeO4相应的模型，并利用密度泛函理论得到的他们的精细能带结构。我们发现，尽管MgGeO3:Mn,Eu和Zn2GeO4:Mn,Eu的发光中心都是Mn2+，但是它们电子-空穴对分离的位置和电子发射光子的跃迁路径是不同的。MgGeO3:Mn,Eu的电子空穴分离发生在Mn的6A1(S)能级，而Zn2GeO4:Mn,Eu的则出现在价带(用VB表示)。电子的向下跃迁路径在MgGeO3:Mn,Eu中为4T2(D)→6A1(S)，而在Zn2GeO4:Mn,Eu中则为4T2(D)→VB。而Eu3+在MgGeO3和Zn2GeO4中则是作为陷阱中心，它们的区别在于，Eu3+在这两种晶体中形成的陷阱深度不同。因此，我们提出了一种新的Mn，Eu共掺的MgGeO3和Zn2GeO4发光机理模型来更加合理地解释实验中的光学现象，希望能对研究Mn摻杂的发光材料的人们提供帮助。