Materiais com luminescência persistente são normalmente baseados em aluminatos e silicatos dopados com íons Eu²⁺, portanto buscam-se novos materiais com diferentes dopantes. Consequentemente, os materiais BaAl₂O₄:Eu²⁺,TR³⁺ (R: La-Lu) foram preparados pelo método de combustão com temperaturas de ignição entre 400 e 600 °C, assim como pelo método cerâmico a 1500 °C. Os sistemas mais versáteis CdSiO₃:TR³⁺ foram preparados apenas pelo método cerâmico a 950 °C. Para estudar a estrutura e a pureza de fase dos materiais utilizou-se espectroscopia de absorção no infravermelho, difração de raios X (método do pó) e microscopia eletrônica de varredura. Os estados de oxidação e o ambiente ao redor dos íons terras raras foram investigados com a espectroscopia de absorção de raios X com radiação Síncrotron (XANES e EXAFS). As propriedades da luminescência persistente dos fósforos foram investigadas com as técnicas de termoluminescência (TL), fotoluminescência e espectroscopia com radiação Síncrotron na região do UV-UV vácuo. Baseado nas medidas de TL, a estrutura dos defeitos dos materiais BaAl₂O₄:Eu²⁺,TR³⁺ (TR: Nd e Dy) e CdSiO₃:TR³⁺ (TR: Pr, Gd e Tb) mostrou-se ideal para a luminescência persistente a temperatura ambiente. Os espectros de XANES indicaram a presença dos estados divalente e trivalente do Eu dopado na matriz BaAl₂O₄, enquanto que apenas íons TR³⁺ co-dopantes foram observados (exceto Ce^IV). O íon Eu³⁺ pode estar presente devido ao processo de migração do elétron do íon Eu²⁺ para a banda de condução durante o processo de excitação. Em contraste, para o sistema CdSiO₃:TR³⁺, foram observadas apenas as espécies trivalentes TR³⁺, excluindo, portanto, a oxidação direta TR³⁺→TR^IV. Apenas a transição interconfiguracional 4f⁶5d¹→4f⁷ do íon Eu²⁺ foi observada na luminescência persistente dos materiais BaAl₂O₄:Eu²⁺,TR³⁺. Por outro lado, para a matriz CdSiO₃ dopada com íons Pr³⁺ e Tb³⁺, apenas as transições 4fⁿ-4fⁿ foram observadas, sem a presença da banda de emissão defeitos observada tanto no espectro de emissão sob excitação no UV como no espectro de luminescência persistente do CdSiO₃:Gd³⁺. O band gap das matrizes BaAl₂O₄ (6,5 eV) e CdSiO₃ (5,28 eV) foi obtido com a espectroscopia de excitação no UV-UV vácuo. A posição dos níveis de energia dos íons TR^2+/3+ determinada com o auxílio da banda de transferência de carga ligante metal (LMCT) O^2-(2p)Eu³⁺ confirmou o papel dos elétrons como carregadores de carga no mecanismo da luminescência persistente dos íons Eu²⁺, Pr³⁺ e Tb³⁺. Por fim, os mecanismos da luminescência persistente foram desenvolvidos, e, apesar de serem diferentes, os mecanismos para os íons Eu²⁺, Tb³⁺ e Pr³⁺ apresentaram princípios similares. Esta semelhança confirma a solidez da interpretação dos dados experimentais dos materiais com luminescência persistentes dopados com Eu²⁺ e encoraja a expansão de modelos similares para outros materiais com luminescência persistente no futuro. Cálculos teóricos com, por exemplo, método DFT poderão no futuro ser utilizados para refinar o modelo, diminuir o trabalho experimental e para descobrir novos modelos para sistemas que o atual modelo não pode ser aplicado, como no caso dos materiais dopados com Eu³⁺.

Persistent luminescent materials are usually based on Eu²⁺ doped aluminates or silicates, though novel materials with different dopants are seeked for. Accordingly, BaAl₂O₄:Eu²⁺,R³⁺ (R: La-Lu) materials were prepared by the combustion method with ignition temperatures between 400 and 600 °C as well as with the solid state reaction at 1500 °C. The more versatile CdSiO₃:R³⁺ systems were prepared only with the solid state reaction at 950 °C. Infrared absorption spectroscopy, X-ray powder diffraction and Scanning Electron Microscopy techniques were used to study the structure and phase purity of the materials. The oxidation states of the rare earths and their environment were investigated with synchrotron radiation X-ray absorption spectroscopy (XANES and EXAFS). The persistent luminescence properties of the phosphors were investigated with thermoluminescence (TL), photoluminescence and synchrotron radiation UV-VUV spectroscopy. Based on the TL measurements, the trap structure for BaAl₂O₄:Eu²⁺,R³⁺ (R: Nd and Dy) and CdSiO₃:R³⁺ (R: Pr, Gd and Tb) is ideal for room temperature persistent luminescence. The XANES spectra indicated the presence of both divalent and trivalent europium doped in the BaAl₂O₄ host, while only trivalent rare earth co-dopants were observed (except Ce^IV). Eu³⁺ may be present because of in situ charging of persistent luminescence. In contrast for the CdSiO₃:R³⁺ system, only the trivalent R³⁺ species were observed, thus excluding the direct R³⁺→R^IV (R: Pr and Tb) oxidation. Only the typical interconfigurational 4f⁶5d¹→4f⁷ transition of Eu²⁺ ion was observed in the persistent luminescence of BaAl₂O₄:Eu²⁺,R³⁺ materials. On the other hand, for the Pr³⁺ and Tb³⁺ doped CdSiO₃, only 4f_n-4f_n transitions were observed with no traces of the defect band emission observed in either the conventional UV excited or persistent luminescence spectra of CdSiO₃:Gd³⁺. The band gap energy for the hosts BaAl₂O₄ (6.5 eV) and CdSiO₃ (5.28 eV) were obtained with the UV-VUV excitation spectroscopy. The R^2+/3+ energy levels positions determined with the aid of the O^2-(2p)→Eu³⁺ ligand to metal charge transfer transition (LMCT) confirmed the role of electrons as the charge carriers in the mechanism of Eu²⁺, Pr³⁺ and Tb³⁺ persistent luminescence. Finally, the persistent luminescence mechanisms were constructed and, despite the differences, the mechanisms for Eu²⁺, Tb³⁺ and Pr³⁺ proved to be rather similar. This similarity confirms the solidity of the interpretation of experimental data for the Eu²⁺ doped persistent luminescence materials and encourages the expansion of similar models for other persistent luminescence materials in the future. Theoretical calculations by e.g. DFT method can be used to refine the model, to decrease experimental work and to find different models for systems where the present model evidently fails, e.g. Eu³⁺ doped materials.