本论文系统的研究了架状硅酸盐基Ca₂Al[AlSiO₇]掺杂稀土发光材料的合成,光谱性质和颜色调控及能量传递机理的研究。本论文通过高温固相法合成了铝方柱石结构的Ca₂Al[AlSiO₇]作为基质,以单掺及共掺杂Dy³⁺/Sm³⁺、Dy³⁺/Tm³⁺、Bi³⁺/Tm³⁺离子的荧光粉材料,并对它们的的光致发光性质利用X射线衍射仪（XRD）、稳态/瞬态荧光光谱仪、热碎灭分析仪等测试手段,对样品的结构、发光性能、荧光寿命、色纯度进行了详细的分析,得出结论如下:1.采用高温制备了一系列Sm³⁺和Dy³⁺掺杂铝方柱石为基质的Ca₂Al[AlSiO₇]:Dy³⁺,Sm³⁺黄白色荧光粉。XRD结果表明Dy³⁺和Sm³⁺离子单掺杂和Dy³⁺/Sm³⁺离子共掺杂均形成了单相的铝方柱石结构化合物,并没有显著改变基质的晶体结构。发光光谱表明通过Dy³⁺/Sm³⁺离子掺杂浓度的调节,发现所制样品的发光颜色可实现从黄色到黄白色的可控调节。此外,发射和激发光谱结果表明Dy³⁺与Sm³⁺离子之间存在有效的光谱重叠,暗示着Dy³⁺→Sm³⁺能量传递;荧光寿命衰减结果进一步证实Dy³⁺与Sm³⁺离子之间的能量传递方式是无辐射共振能量传递;Ca2Al[AlSi O7]荧光粉的色坐标从黄光（0.3587,0.3736）逐渐转变为白光（0.3584,0.2867）。研究结果表明Ca₂Al[AlSiO₇]:1.5%Dy³⁺,1.5%Sm³⁺与国际规定的标准白光的色坐标值（x=0.333,y=0.333）最为接近。2.采用传统的高温固相法制备了Dy³⁺和Tm³⁺共掺Ca₂Al[AlSiO₇]白色荧光材料。结果表明,Tm³⁺离子在UV激发下产生的蓝色发射很有可能能够有效地改善Ca₂Al[AlSiO₇]:Dy³⁺荧光粉由于缺乏蓝色部分而产生的偏黄光发射;此外,发射和激发光谱结果表明Dy³⁺与Tm³⁺离子之间存在有效的光谱重叠,暗示着Tm³⁺向Dy³⁺的能量传递。荧光寿命衰减结果进一步证实了Tm³⁺与Dy³⁺离子之间是一种无辐射共振能量传递方式。两种稀土离子间能量传递效率最大达到为40%。调节Dy³⁺/Tm³⁺掺杂离子浓度使得Ca₂Al[AlSiO₇]荧光粉得到了色纯度较好的白光输出并最佳浓度的样品色坐标值（0.3371,0.3431）,相对色温为5295K,可以作为一种很好的白光LED荧光粉。3.采用高温固相法制备了Ca₂Al[AlSiO₇]:Bi³⁺,x%Tm³⁺（x=1,1.2,1.5,2）一系列荧光粉并通过X衍射分析（XRD）、光致发光光谱分别对所合成晶体结构及发光性能进行表征,并研究了Tm³⁺离子掺杂量对其发光性能的影响。结果表明:Bi³⁺和Tm³⁺分别掺入到基质中未发现其他杂质相,进入到Ca₂Al[AlSiO₇]的晶格中。单掺杂Bi³⁺在279nm激发下的Ca₂Al[AlSiO₇]样品的发射光谱为405 nm的宽带谱,这是由于Bi³⁺离子3P0→1S0电子能级跃迁而造成的。样品Ca₂Al[AlSiO₇]:Tm³⁺的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为455 nm的发射峰从1D2→3H4跃迁而产生的。当Tm³⁺离子样品的摩尔分数为1.5%时Ca₂Al[AlSiO₇]:2%Bi³⁺,Tm³⁺的发射光谱没有掺入Tm³⁺离子样品的1.8倍。