近来人们对应力发光领域的研究兴趣日益增长,应力发光（Mechanoluminescence,ML）是指应力发光材料受到力的刺激时产生的荧光发射。应力发光将是引发许多重要技术（例如新光源,压力可视化传感器和机械电子学等）的有趣的物理光电学。应变感应的压电势能刺激光子的发射,而无需额外的能量例如光和电激发,这为制造智能光电器件提供了重要的应用前景。在过去的几年中,掺杂ZnS、CaZnOS、SrAl2O4和Li Nb O3等应力发光材料引起了人们极大的兴趣。其中半导体材料CaZnOS作为一种优良的发光基质材料,通过掺杂镧系元素或过渡金属元素激活产生光致发光（下转换和上转换发光）、长余辉和压电发光现象在诸多方面具有重要的应用,因而成为一个研究热点话题。因为它具有近紫外线激发可见光发射宽,磷光长,X射线激发的荧光强,且应力发光效果优异,所以本文使用的发光材料基质主要是CaZnOS基半导体材料。通过不同发光离子掺杂的CaZnOS晶体能够显示出有效且可调谐的ML,其光谱范围从紫色到近红外,可以解决ML技术进展中受到ML发射光谱范围的限制。本文,主要是对应力发光材料的实验制备及其结构表征和发光特性进行详细描述,结果如下:1.不同发光离子掺杂的应力发光材料的制备在前期工作（《先进材料》Advanced materials,201807062;201907747）基础上,本文筛选的研究对象为ZnS-CaZnOS:Mn2+、CaZnOS:Ho3+和CaZnOS:Bi3+应力发光材料,该三类均是通过高温固相合成法制备。在制备ZnS-CaZnOS:Mn2+时,固定ZnS和Ca CO3的摩尔比为1:0.5,使粉末ZnS和CaZnOS按固定比例两相共存,通过改变Mn CO3原料的量,调节Mn2+的掺杂浓度以调节基质材料的发光颜色与发光亮度;同时,我们还合成具有绿色应力发光性能的CaZnOS:Ho3+应力发光材料,探索改变掺杂原料六水硝酸钬的量,控制稀土Ho3+的掺杂浓度,优化最佳发光特性的材料配方;合成具有蓝靛色应力发光性能的CaZnOS:Bi3+应力发光材料,探索改变硝酸铋的掺杂浓度对发光特性包括波长和强度的影响,优化发光特性,得到最佳的材料配方。2.对三种不同体系的应力发光粉末进行测试及表征对以上合成出的三种不同体系应力发光粉体进行结构物相和发光特性的系统测试。表征方法有粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、EDS化学元素分析紫外可见漫反射、上转换发光、荧光光谱仪（PL）、荧光显微镜、X射线荧光和应力发光测试（ML）。对三种不同体系的应力发光粉末分别进行应力发光及荧光光谱的结果分析。固定起始原料ZnS和Ca CO3的量,改变Mn2+离子的掺杂浓度为0.1%、0.2%、0.4%、0.8%、1%、2%、4%和8%一系列的掺杂,ZnS-CaZnOS:Mn2+复合相样品在波长393nm激发下光致发射峰红移了9nm,应力发光峰红移了35nm,当原料MnCO3的浓度为0.8%时具有最强的应力发光;CaZnOS:Ho3+样品在波长451nm激发下光致发射波长为绿光（559nm）,改变Ho（NO3）3·6H2O的掺杂浓度为2%、4%、6%、10%和16%,应力发光波长都是559nm,当原料Ho（NO3）3·6H2O的浓度为6%时具有最强的应力发光;当原料选取金属化合物为Bi（NO3）3·5H2O,掺杂离子为Bi3+时,合成的CaZnOS:Bi3+样品在波长283nm激发下光致发射波长为473nm的蓝光,应力发光波长为～485nm。3.应用场景的验证研究以上合成出的粉末用于电子签名字迹采集和图像处理,筛选发光性能优异的应力发光粉末用于动态压强成像,制备应力可视化的应力发光传感器薄膜器件,用来模拟在智能电子签名场景的应用效果,通过采集手写字母“vis”和“shenzhen”字迹以及手绘图画（水果荔枝图案）,通过相机CCD单元采集图片信息,然后使用Photoshop消除图片上的噪点,最后通过Matlab软件对上述字迹图片完成三维图像处理以实现电子签名书写力度分布的分析。该方法不仅能记录书写笔迹的二维图案,而且同时还能记录书写力度的大小,通过发光图片信息映射出书写个性的双重特征,和传统的只记录图像信息相比,大大增加电子签名的安全性。