纳米材料由于其介观效应而表现出许多不同于常规材料的独特的物理和化学性质,特别是人们发现纳米材料自身独特的发光性质,在许多新的领域中有着潜存的巨大的应用前景,极具开发和应用价值,因此对纳米发光材料的实验和理论研究成为目前高新材料的研究热点。本论文主要研究了半导体TiO₂纳米晶和稀土化合物Gd₂O₂S:Tb,Y₂O₃:Yb,Er,Y₂O₂S:Yb,Er纳米晶的合成以及发光性质。其主要内容和结果如下: 1.采用直接沉淀法制备了TiO₂纳米晶,室温下,在405、453、47l和530nm处观察到体材料所不具备的表面态能级的发光,并且发现随着焙烧温度的升高,表面念发光峰的强度呈现出无规则变化,这与纳米晶晶粒内部缺陷的移动和表面念的数目有关。 2.Gd₂O₂S:Tb被广泛视为X-射线转换为可见光的效率最高的发光粉之一,是一种非常重要的x-射线发光粉。传统的合成方法是高温固相反应法,但该方法得到的产物粒度很粗,难以满足显示器高分辨率的要求,而研磨又会引入杂质且晶型被破坏,使得发光亮度减小。为此,本工作探索了新的实验方法,即乳状液膜法和复合沉淀法,用于制备纳米Gd₂O₂S:Tb X-射线发光粉,并通过XRD、SEM、TEM、PL、XL、FT-IR等手段对样品进行了表征。结果表明:这两种方法都在较低的温度下得到了纯六角晶型的Gd₂O₂S:Tb X-射线发光粉,且晶粒尺寸都达到了纳米级。尤其足复合沉淀法,利用了均匀沉淀法的反应原理,将粉体的团聚尺寸也控制在纳米级,这对提高成像系统分辨率具有极其重要的意义。同时,还发现了新的现象,即在Gd₂O₂S:Tb纳米粉中,随Tb³⁺离子浓度的增加,并未出现⁵D₃→⁵D₄的能量传递过程,其原因可能是Gd₂O₂S基质的CTS底的位置与⁵D₃能级比较接近,它们之间更易发生能量传输,从而使⁵D₃→⁵D₄能量传递的几率大大减小。 3.在成功合成Gd₂O₂S:Tb X-射线纳米发光粉的基础上,又将复合沉淀法应用于合成Y₂O₃:Yb,Er,Y₂O₂S:Yb,Er纳米级上转换发光粉,并对两种样品的上转换光谱做了比较,讨论了不同基质对上转换发光的影响。通过改变稀土离子的掺杂浓度,细敛研究了Y₂O₂S:Yb,Er样品的上转换发光性质及稀土离子间的能量传递机制。