白光LED由于具有高效、节能、环保、绿色照明、长寿命等优点而受到人们广泛的关注,被预言将取代传统的照明光源-白炽灯、荧光灯等,成为第四代照明光源。目前技术上最成熟的白光LED的制备技术是荧光粉涂覆的光转换法。其中荧光粉对白光LED性能起着至关重要的作用。因此探求新型的可被紫外光或蓝光芯片激发的白光LED用荧光粉成为目前白光LED研究工作的热点硅基氮氧化物由SiX₄ （X = O,N）四面体形成的网络组成,具有很高的化学和热稳定性。富氮的晶体场环境引起较大的电子云重排效应（nephelauxetic effect）和能级劈裂使发光中心(Eu²⁺、Ce³⁺等)的5d能级重心降低。稀土离子掺杂的硅基氮氧化物荧光粉的激发带覆盖紫外光和蓝光区,正好与近紫外和蓝光LED芯片的发射光匹配。氮氧化物荧光粉可调制出蓝、绿、黄和红等各种不同波长的发射光谱,可满足白光LED的各种需求。硅基氮氧化物荧光粉因具有优良的荧光性能,被视为新型的制备白光LED理想的发光材料,吸引越来越多的人的关注。本文以氮氧化物MSi₂O₂N₂（M=Ca,Sr,Ba）为基质,研究稀土离子掺杂MSi₂O₂N₂（M=Ca,Sr,Ba）荧光粉的制备方法,光谱特性和光谱调控等内容,主要的研究工作如下几个方面:1.采用传统的固相反应法和以硅酸盐为先驱体的两步法制备MSi₂O₂N₂:Eu²⁺（M=Ca,Sr,Ba）荧光粉,研究制备工艺参数对MSi₂O₂N₂的物相组成和荧光性能的影响。固相反应合成的产物含有杂相且发光强度低。采用以硅酸盐为先驱体的两步法制备的样品杂相含量低,发光强度可提高1.5倍。2.系统地研究Eu²⁺或Ce³⁺离子掺杂的MSi₂O₂N₂（M=Ca,Sr,Ba）荧光性能。MSi₂O₂N₂:Eu²⁺ （M=Ca,Sr,Ba）的激发光谱覆盖250-500nm的紫外-可见光区,可与蓝光LED芯片匹配制备白光LED。发射光谱峰值分别位于560nm、535nm和490nm,是由Eu²⁺的4f65d→4f7跃迁造成的。MSi₂O₂N₂:Ce³⁺（M=Ca,Sr,Ba）激发光谱覆盖250-370nm的紫外光区,发射光谱峰值分别位于390nm、395nm和396nm。随着激活离子浓度的增加,发射光谱出现“红移”和浓度猝灭现象。3.研究共掺离子对MSi₂O₂N₂:Eu²⁺（M=Ca,Sr,Ba）的荧光性能的影响,共掺Mn²⁺,Ce³⁺和Dy³⁺可提高MSi₂O₂N₂:Eu²⁺（M=Ca,Sr,Ba）的发光强度。发现Ce³⁺-Eu²⁺之间存在能量传递,计算了Ce³⁺-Eu²⁺之间存在能量转换效率以及临界传输距离,发现Ce³⁺-Eu²⁺之间的能量传递的主要机制是电偶极-电偶极之间的相互作用。4.系统地研究了CaSi₂O₂N₂-SrSi₂O₂N₂-BaSi₂O₂N₂体系的互溶性以及Eu²⁺离子在基质中的发射光谱的可调性。CaSi₂O₂N₂与SrSi₂O₂N₂具有相同的晶体结构,可形成连续固溶体,Eu²⁺的发射光谱连续可调;SrSi₂O₂N₂与BaSi₂O₂N₂和CaSi₂O₂N₂与BaSi₂O₂N₂之间晶体结构各不相同,只能在某些成分范围内形成固溶体,Eu²⁺的发射光谱只能在某些范围内进行调制。