本论文主体由四章组成，第一章-绪论宏观的的介绍了本论文主题－长余辉材料的背景知识及其研究历史和现状，第二章到第四章则分别介绍了几种新型红外长余辉材料的制备过程，研究了它们的晶体结构和发光特性，并用红外夜视仪和照相机拍下了其红外余辉图像。　　 第一章中，我们阐述了长余辉材料的基本概念，介绍了长余辉材料的发展历史和相关的动力学模型，表述了长余辉材料中的陷阱种类和实现方法，最后讲述了其测试手段和近年来红外长余辉材料的需求状况。　　 第二章中，我们介绍了一种红外长余辉材料La3Ga5GeO14:Cr3+,Zn2+的制备和发光性能。在此样品中Cr3+有三种不同的格位：八面体性质的a和b格位、四面体的c格位，它们的存在使得样品具有复杂的发光性质。掺入不同的其他离子，并研究了对长余辉性质的影响。根据热释光曲线提出了一个长余辉机理模型。引入Yb3+，Nd3+，Er3+等共掺离子，Cr3+离子和稀土离子之间存在有效的能量传递，可以使样品中的稀土离子的发射光有长余辉性质。我们用光谱仪测试了样品的衰减曲线，还用红外夜视仪和相机拍下了其红外余辉图像，余辉时间大于24小时。　　 第三章中，我们介绍了另外一种红外长余辉材料LiGa5O8:Cr3+的制备和发光性质。　　 1. 此样品中Cr3+占据一种八面体格位，同时发出线谱和宽谱。根据吸收谱和Tanabe-Sugano的理论计算出Cr3+离子在LGO中周围的晶场强度。随着掺杂离子浓度的上升，Cr3+离子的激发态能级寿命逐渐降低。　　 2. 用夜视仪和相机拍摄了样品的红外长余辉图像，结果表明在各种激发条件样品的余辉时间可以长达138小时，在此前的报道中没有出现如此长的余辉时间。把二价或者四价的金属离子引入样品中，以造成不等价取代产生带正电或者负电的陷阱，余辉曲线的结果表明，Ca2+和Sr2+是很好的陷阱离子；Ti4+和Ti4+/ Mg2+的引入却大大削弱了样品的余辉时间。烧结温度越高，余辉时间越长，余辉强度越高，尤其是进行二次烧结之后余辉性质进一步提高。测试了掺有不同二价或者三价离子的样品的热释光曲线，研究了不同离子对热释光峰的影响。　　 3. 把Ni2+，Yb3+，Nd3+，Er3+等离子掺入LGO:Cr3+中，通过持续能量传递过程使得激发态Cr3+的能量转移给其他离子，从而制得发射波长在其他范围的红外长余辉材料，样品的发波长在985nm到1530nm之间不同的区域，但是其能量传递效率不是特别高。　　 4. 烧结温度以及螯合剂对溶胶凝胶法制备的LGO:Cr3+样品的颗粒大小的影响。　　 5. NaGa5O8:Cr3+和KGa5O8:Cr3+的长余辉性质。4T2—4A2跃迁相对于2E—4A2跃迁的相对强度增强，其原因估计是离子半径增大，使得Cr3+周围的晶场减弱，增强了4T2—4A2的跃迁强度。NaGa5O8:Cr3+要比KGa5O8:Cr3+的余辉性质差，二者都不如LiGa5O8:Cr3+的余辉性质。　　 第四章中我们介绍了其他的红外长余辉体系：LiGaO2:Cr3+、LiGaxGeyO8 :Cr3+和LaAlO3:Mn4+/Cr3+。　　 1.在LiGaO2中当Cr3+取代Ga3+离子后位于四面体格位，在烧结过程中被氧化成Cr4+离子，发射波长位于1222 nm左右。发射谱中的717 nm的部分来源于样品中的LiGa5O8微晶中的Cr3+离子。717 nm的发射具有较好的余辉性质，而1222 nm的发射光几乎没有余辉现象。　　 2. LiGaxGeyO8:Cr3+中随着GeO2含量的增多，Cr3+离子2E→4A2跃迁的发射峰变得越来越宽。添加适量的GeO2会使Cr3+离子4T2→4A2跃迁增强。X/y值不同的样品的余辉强度不同。　　 3. LaAlO3:Mn4+的发射谱主要有2个部分组成，分别是来自2E→4A2跃迁和其声子协助跃迁。LaAlO3:Cr3+的发射谱主要有5个部分组成，波长最短的部分是来自2E→4A2跃迁，其余的都来自声子协助跃迁。用紫外灯分别激发这两个样品，测得的衰减曲线表明这这个两个体系是很好的红外长余辉材料。在这个体系中共掺其他离子的情况还需进一步研究。