稀土Pr³⁺常被用于红光荧光粉和白光LED研发,在Yb³⁺敏化作用下有上转换光致发光。弛豫铁电体Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(简称PMN-PT)有优异的电学和光学性能,PMN-PT基透明陶瓷是理想的光学基质材料。本论文介绍Pr/Yb共掺0.75PMN-0.25PT透明陶瓷的制备与铁电介电性能,重点研究透明陶瓷的光致发光性能,及其受温度影响和外电场调控的规律与机制。主要结果和结论如下:1.用铌铁矿法合成的粉体,用氧气氛和热压两步烧结法制备了纯钙钛矿相的0.75PMN-0.25PT:1.5%Pr/yYb(y=0、1%、3%、5%)透明陶瓷。随Yb³⁺掺杂量增加,透明陶瓷的铁电性和介电性均略有减弱,其四方度和居里点逐渐降低,表明晶格内的局域对称性有所增加。2.在透明陶瓷被450 nm激光激发时,在495、534、550、620、650 nm观察到强的下转换发光。随Yb³⁺掺杂浓度上升,发光强度逐渐降低。更有趣的是,当透明陶瓷受980 nm激光激发时,在可见波段491、529、539、623、649、685、710和737nm处观察到强的上转换发光。所有上转换发光是由Yb³⁺敏化的双光子过程。在泵浦功率高于1.65 W和Yb³⁺含量y≥3%时,上转换发光强度出现饱和。3.透明陶瓷的光致发光有明显的温度依赖性。其下转换发光强度随温度升高而减弱,这是由于温度上升时晶格振动加剧,发光中心的晶格弛豫增强,无辐射跃迁几率增大,发光效率降低。在140-320 K温度范围内,透明陶瓷的上转换发光随温度升高而增强,这是因为温度升高促进了Pr³⁺中跃迁电子对环境能量的吸收,使到达激发态的Pr³⁺数目增加。在340-460 K范围内,因温度猝灭,透明陶瓷的上转换发光强度随温度升高而减弱。4.原位外加电场可有效调控透明陶瓷的上、下转换发光,发光强度随外电场的上升而减弱。其中,下转换发光强度随外电场增加下降特别显著。这种调控效应源于场致晶格畸变,发生了四方相向菱形相转变。可见,Pr/Yb共掺PMN-PT透明陶瓷是有前景的多功能光学荧光材料。