本论文采用高温溶液法生长出三个含有碱金属以及Zn（Cd）的五硼酸盐晶体:KNa₂CdB₅O₁₀,Na₃Zn_0.912Cd_0.088B₅O₁₀,和Na₃Zn_0.845Mg_0.155B₅O₁₀。挑选质量好的单晶进行了X射线衍射强度数据收集,使用Rigaku AFC7R X射线四圆单晶衍射仪,运用SHELX-2013软件对晶体结构进行了解析,并通过红外吸收光谱、紫外-可见漫反射吸收光谱以及固态荧光光谱等测试方法对其进行了光学性质表征。另外,还计算了KNa₂CdB₅O₁₀的电子结构。单晶KNa₂CdB₅O₁₀的合成以K₂B₄O₇·4H₂O,Na₂CO₃,CdO,H₃BO₃,Bi₂O₃,和PbO为原料,按照一定的配比将其在750℃熔化,再以0.5～5℃/h的速率从750℃缓慢降温至300℃,制得KNa₂CdB₅O₁₀晶体。单晶X射线结构分析表明,它代表了一种新的五硼酸盐结构类型,该化合物属于Pccn空间群,晶胞参数为:a=18.4555（13）（?）,b=8.3040（10）（?）,c=12.8772（9）（?）,V=1973.5（3）（?）³,Z=8。其晶体结构的基本单元是1个BO₄四面体和4个BO₃三角形基团构成的[B₅O₁₀]^5-双六元环结构。每个[B₅O₁₀]^5-基团都与周围相邻的4个不同的CdO₄四面体通过共用终端氧原子连接形成一个无限伸展的二维[CdB₅O₁₀]_n^3n-层,K⁺和Na⁺位于层与层之间的空隙以及层内的交叉孔道中用于平衡电荷。紫外-可见漫反射吸收光谱测试显示,其光学能隙值约为3.44eV。固态荧光发射光谱测试得到其发射峰位于386nm。能带结构计算表明该物质是间接能隙绝缘体,计算得到的能量间隙（3.68eV）接近其实验值。单晶Na₃Zn_0.912Cd_0.088B₅O₁₀和Na₃Zn_0.845Mg_0.155B₅O₁₀采用与KNa₂CdB₅O₁₀相同的方法分别在780℃和770℃制得。采用单晶X射线结构分析法对它们的晶体结构进行了表征,其中Na₃Zn_0.912Cd_0.088B₅O₁₀属于Pbca空间群,晶胞参数为:a=7.9407（14）（?）,b=12.293（2）（?）,c=18.0684（19）（?）,V=1763.7（5）（?）³,Z=8。Na₃Zn_0.845Mg_0.155B₅O₁₀属于Pbca空间群,晶胞参数:a=7.8931（12）（?）,b=12.2555（12）（?）,c=18.0874（11）（?）,V=1749.7（3）（?）³,Z=8。它们的基本晶体结构单元也是双环的[B₅O₁₀]^5-基团。该基团与金属阳离子M²⁺（M=Zn/Cd,Zn/Mg）为中心形成的MO₄四面体共用氧原子形成二维的[MB₅O₁₀]_n^3n-层,Na⁺位于层之间平衡电荷。紫外-可见漫反射吸收光谱测试显示光学能隙值分别为2.95eV和3.10eV。固态荧光发射光谱测试得到发射峰位分别位于537 nm和528 nm。