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为适应无汞荧光灯和等离子体平板显示(PDP)技术的发展，探寻新型量子剪裁材料成为真空紫外光(VUV)激发下高效发光材料研究的新途径。科学家们已经证实的量子剪裁体系多为氟化物，由于它们在VUV下的不稳定性和氟化物的活性，以及氟化物基质在VUV波段的弱吸收、能量转换效率低，所以没有实际应用价值。与氟化物比较，氧化物在VUV区有更强的吸收，且更易于制备。另外，因为Gd3+有丰富的能级结构，能在能量传递中起到重要作用，所以本文选择GdMgB5O10为基质，研究其在VUV范围的发光性质及“Gd3+-Eu3+”离子对、“Er3+-Gd3+-Tb3+”离子对、“Pr3+-Mn2+”离子对的“量子剪裁”现象，以期在更为实用的氧化物体系中实现量子剪裁。
本文以硝酸盐热分解法合成了GdMgB5O10，运用X射线衍射(XRD)、紫外光谱(UVspectra)、真空紫外光谱(VUVspectra)等手段研究了掺杂稀土离子后的晶体结构和发光特性。结果表明：
1.Gd1-xMgB5O10∶xEu3+在147nm激发下的主发射峰位于610nm，室温下最佳掺杂浓度为x=0.5％，其主发射峰强度约为(Y,Gd)BO3∶Eu3+主峰的50％。由于基质中Gd3+离子200nm附近的8S7/2→6GJ跃迁激发叠加在波长范围宽且激发效率高的CTS激发带之上，激发能容易散失给CTS，这不利于Gd3+-Eu3+之间交叉弛豫方式的能量传递，因此，在此体系中几乎观测不到Gd3+-Eu3+对的量子剪裁现象。
2.147nm激发下，在Gd0.99MgB5O10∶Pr0.01中观察到pr3+离子的级连发射，其第一个光子发射位于345nm(1S0→1D2)，第二个光子位于585nm(1D2→3H4)和695nm(1D→3H5)。GdMg1-xB5O10∶Mnx在147nm激发下的发射谱是位于630nm的红色宽带发射，属于Mn2+的4T1→6A1能级跃迁发射，室温下最佳掺杂浓度在x=5％左右。Gd0.99Mg0.98B5O10∶Pr0.01，Mn0.02中可以实现“pr3+-Mn2+”量子剪裁，Mn2+的红光发射被增强。
3.147nm激发下，Gd1-xMgB5O10∶xTb3+的主发射峰位于543nm(5D4→7F5)，室温下最佳掺杂浓度在x=15％左右。激发谱表明发生了Gd3+→Tb3+的能量传递。147nm激发下，Er3+在GdMgB5O10中没有发射，但是Er3+增强了Gd3+的发射，表明发生了Er3+→Gd3+的能量传递。Er，Tb共掺的GdMgB5O10在147nm真空紫外光激发下，不能观察到Er3+-Gd3+-Tb3+的“量子剪裁”现象。