稀土铌、钽酸盐具有优异的化学稳定性,且NbO₄^3-、TaO₄^3-基团在紫外光区具有较强的电荷迁移吸收带,可将吸收的能量传递给掺杂的稀土离子,增强稀土离子的发光性能,因此稀土铌、钽酸盐是优良的发光基质材料。本文以YTaO₄、GdTaO₄和YNbO₄为基质,掺杂不同的稀土离子(Tb³⁺、Eu³⁺、Dy³⁺、Sm³⁺和Er³⁺),获得了发光颜色可调的荧光粉,并详细讨论了荧光粉的结构、形貌、发光性能和能量传递过程。主要内容如下:1、采用溶胶-凝胶法合成了单斜相YTaO₄:Tb³⁺,Eu³⁺系列荧光粉。所合成的荧光粉为平均直径约18 nm的均一球形颗粒。光谱分析可知,O^2--Tb³⁺/Eu³⁺和O^2--Ta⁵⁺的电荷迁移带对Tb³⁺和Eu³⁺的发射均有贡献。270 nm激发下,YTaO₄:Eu³⁺荧光粉显示红光发射,YTaO₄:Tb³⁺荧光粉呈现绿光发射,其最佳掺杂浓度分别为0.07和0.02。通过调整Tb³⁺、Eu³⁺的掺杂比例,YTaO₄:Tb³⁺,Eu³⁺荧光粉的发射颜色能够实现多色光发射。2、采用溶胶-凝胶法合成了YNbO₄:Tb³⁺,Sm³⁺系列荧光粉。该样品约为0.78μm的球形颗粒。体系中的NbO₄^3-基团能够吸收紫外光并将其能量传递给Tb³⁺和Sm³⁺,从而增强荧光粉的发光强度。对于Sm³⁺掺杂的YNbO₄荧光粉,最佳的激发与发射波长分别是290 nm和609 nm。在290 nm激发下,YNbO₄:Tb³⁺,Sm³⁺荧光粉的发射光谱中既出现了Tb³⁺的绿光发射又出现了Sm³⁺的橙光发射。通过改变Sm³⁺的掺杂浓度,实现了荧光粉发射光的光色可调。3、采用溶胶-凝胶法制备了GdTaO₄:Dy³⁺,Eu³⁺系列荧光粉。荧光光谱分析可知,在352 nm近紫外光激发下,体系中的TaO₄^3-以及Gd³⁺均可将吸收的能量传递给Dy³⁺和Eu³⁺,使荧光粉显示出Dy³⁺的特征黄、蓝光发射以及Eu³⁺的特征红光发射。通过调节Dy³⁺和Eu³⁺的掺杂浓度可以实现样品的多色发射。因此Gd TaO₄:Dy³⁺,Eu³⁺荧光粉在LED显示、生物组织成像以及彩色显示领域具有重要的应用。4、采用溶胶-凝胶法合成了YTaO₄:Er³⁺,Eu³⁺系列荧光粉,并对荧光粉的形貌、发光性能、能量传递过程和发光颜色进行了研究。光谱分析表明样品中存在Er³⁺→Eu³⁺的能量传递过程,且基质材料YTaO₄将吸收的能量传递给Er³⁺和Eu³⁺。在378 nm近紫外激发下,YTaO₄:Er³⁺和YTaO₄:Eu³⁺荧光粉的发射光谱分别产生了Er³⁺特有的绿光发射和Eu³⁺特有的红光发射。通过调整Er³⁺和Eu³⁺的掺杂比例或者采用不同的激发波长,均可使该荧光粉实现多色发光。