白光发光二极管（w-LED）因其具有高流明效率、节能环保、使用寿命长等优点,正逐步取代传统照明光源。目前普遍使用的实现w-LED的方法为GaInN蓝光LED芯片结合Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺黄色荧光粉制备成发光器件,但是由于缺少红光部分使得显色指数偏低、色温偏高,且发光颜色随芯片使用时间延长发生漂移现象。为了解决以上问题,目前科研人员正研究采用紫外LED芯片结合单一基质白光荧光粉的方式来实现w-LED发光,不仅避免了芯片对荧光粉性质的影响,还避免了不同粉体之间的光子再吸收过程。硅铝酸盐因其合成方法简单、物理化学性质稳定、材料廉价易得等优点,可望其作为良好的荧光粉基质,有关结构与发光性能的研究也越来越受到关注。本论文选取两种不同组成和结构的硅铝酸盐基质,通过掺杂铈、铽、铕等稀土离子实现了荧光粉的多色发光,并通过Rietveld精修方法、第一性原理计算、变温光谱测试等研究方法,深入研究了基质结构与发光性能的关系。取得的研究成果如下:1.采用高温固相法合成了一系列Ca₂₀Al₂₆Mg₃Si₃O₆₈:Ce³⁺/Tb³⁺荧光粉,详细研究了荧光粉的结构特点、发光性质以及LED器件应用性能。通过改变Tb³⁺离子掺杂浓度实现了多色发光,讨论了Ce³⁺到Tb³⁺离子之间能量传递方式以及Tb³⁺离子对Ce³⁺离子的发光中心位置的影响,同时对该系列样品的LED器件性能进行了评价。2.采用高温固相法合成了一系列Ca₂₀Al₂₆Mg₃Si₃O₆₈掺杂Eu²⁺/Eu³⁺共存的荧光粉,通过样品的发射光谱检测到Eu³⁺离子的存在,并通过X射线光电子能谱、变温光谱、理论分析等方法解释了Eu²⁺与Eu³⁺共存原因。利用该荧光粉制备了LED器件并对其性能进行了测试。3.采用高温固相法合成一系列Ca(Mg_0.8Al_0.2)(Si_1.8Al_0.2)O₆:Ce³⁺/Tb³⁺荧光粉,通过Rietveld精修、理论计算、紫外漫反射光谱分析等方法,深入研究了Al³⁺离子部分取代Mg²⁺和Si⁴⁺离子对结构以及Ce³⁺离子发光性质的影响。通过调节Tb³⁺离子浓度实现了荧光粉多色发光。利用该样品制备了LED器件,并对器件性能进行了测试。