铋掺杂发光材料,因为其发光光谱从紫外到中红外（300–3000 nm）可调节,可以覆盖生物学窗口和光纤低损耗通讯窗口,且具有较高量子效率等诸多优点,已经在照明、光纤通信、生物成像以及激光器件等多领域表现出非凡的应用潜能。本文基于目前Bi掺杂的近红外发光材料的研究现状,开展了对Bi掺杂的“keggin”型多金属氧酸盐(Cs_3.0H_0.3[SiW₁₂O₄₀]_0.83·3.0H₂O)以及CsPbI₃钙钛矿量子点等新型近红外荧光材料的可控合成,光谱性能以及发光机理的研究工作。其中,在发光机理的研究及物质结构分析中,采用了X射线吸收精细结构（EXAFs）与同步辐射X射线衍射（SXRD）的测试手段,确定了Bi元素的存在形态及配位环境,结合光学现象对其发光机理做出了合理地解释。本课题的主要研究内容如下:1.采用离子交换法,成功地将Bi离子掺杂到具有阴离子空位的“Keggin”型多金属氧酸盐–硅钨酸铯(Cs_3.0H_0.3[SiW₁₂O₄₀]_0.83·3.0H₂O)的阴离子结构中,后续在N₂气保护下高温退火,形成了Bi的近红外活性中心;其中,利用扫描电镜（SEM）和能量分布面扫描分析（EDS–mapping）对样品的形貌及元素分布进行表征;采用了魔角旋转核磁共振（NASNMR）、高分辨同步辐射X射线衍射（SXRD）、X射线吸收精细结构（XANEs）等测试手段,对样品的结构及Bi元素的存在形态及配位环境进行确定;同时,也采用了荧光光谱分析（fluorescence spectrum analysis）和荧光寿命分析（Decay）对样品的光学性能及发光机理进行表征及判定。2.通过高温热注入法将Bi离子掺杂到CsPbI₃钙钛矿量子点结构中,合成出了Bi掺杂近红外活性的钙钛矿纳米晶体材料;后续通过透射电镜（TEM）及X射线衍射光谱（XRD）分析对样品的形貌及结构进行表征,另外,采用紫外可见–吸收光谱分析（Abs）,荧光光谱分析,近红外荧光寿命分析（NIR–decay）以及近红外量子效率分析（NIR–PLQY）对Bi掺杂的CsPbI₃量子点进行光学性能的表征;同时,对CsPbI₃量子点掺杂体系中存在的从半导体CsPbI₃到Bi的近红外活性中心的能量转移过程进行了研究;最后通过结构及光学现象的分析,进一步对样品的近红外发光机理进行了研究。