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产自新疆艾丁盐湖的无水芒硝在300nm的激发光下呈现乳白色发光，它的光致发光谱（PL）由一个峰值大约在509nm处的宽谱带组成。通过监测在530nm处的发光获得的激发光谱由一个峰值大约在235nm处的宽谱带和覆盖了UV和可见光区波长的平坦谱带组成。天然无水芒硝还具有余辉特性。它的PL衰减曲线由一个寿命小于0.1μs的快衰减成分和一个半衰时间大约0.4s的慢衰减成分组成。
本论文以天然无水芒硝为研究对象，分为两个部分，第一部分是关于稀土离子Tm3+激活无水芒硝发光材料的制备及发光性质研究；第二部分是稀土离子Dy3+激活无水芒硝发光材料的制备及发光性质研究。
1. 在空气中900℃温度下, 将纯天然无水芒硝(Na2SO4)和TmF3的混合粉末加热20分钟, 制备了Na2SO4:Tm3+发光材料。并测量了在室温中真空紫外-紫外光下的发射和激发光谱。发射光谱有一系列由于Tm3+内4f12电子跃迁的窄峰。通过监测紫色发光得到的激发光谱，分别由Tm3+离子4f12→4f11 5d跃迁(183nm)，O2-- Tm3+之间的电荷转移带(170nm)引起的强激发谱和基质吸收(130、223、258 nm)引起的弱激发谱组成。掺杂TmF3的含量在2-8mg范围内，随着掺杂Tm3+离子浓度的增加，真空紫外区的激发光谱相应的增强,含量在8-16mg范围内出现浓度淬灭现象。
2. 在空气中900℃温度下，将纯天然无水芒硝(Na2SO4)和DyF3的混合粉末加热25分钟，制备了Na2SO4:Dy3+新型发光材料。通过同步辐射研究了Na2SO4:Dy3+的发光性质。并测量了在室温中真空紫外-紫外光下的发射和激发光谱。根据发射光谱得到了不同Dy3+掺杂浓度和不同激发下发光的黄蓝比(Y/B)是不同的。通过监测黄色发光得到的激发光谱，分别由Dy3+离子4f9→4f85d 跃迁(172nm)、O2-- Tm3+之间的电荷转移带(165nm)引起的强激发谱和基质吸收(138、245 nm)、对应Dy3+离子6H15/2→4D7/2,6H15/2→6P3/2,6H15/2→6P7/2跃迁（299nm,325nm,351nm）引起的弱激发谱组成。