众所周知,在植物生长发育的过程中,光是影响该过程的一个基本因素。光不仅能提供植物光合作用所需的能量,还能调节植物的生命活动,如种子萌芽、幼苗的形成、开花、结果等过程。因此,植物照明技术是现代农业发展不可或缺的一部分,特别是在土地资源和光照条件较差的地区,光照对植物生长显得尤为重要。如今,发光二极管（LED）具有很多优点,其中包括节能、低成本、高效率、环保、长寿命等。特别地,LED可以通过使用不同的荧光粉来调节光谱组成,从而使其能够匹配植物光合作用和光形态发生的光谱。所以,LED作为植物照明光源在室内植物培育中得到了广泛的应用。据了解,光敏色素可以有效调节植物的生长发育过程,植物的光敏色素主要分为P_R和P_FR两类,其中P_R吸收红光的波长约为660 nm,P_FR吸收远红光的波长约为730 nm。Mn⁴⁺掺杂的氧化物在200–600 nm波长范围内存在宽的激发峰,在650–800 nm波长范围内存在窄的发射峰。因此,Mn⁴⁺掺杂的氧化物在植物照明方面存在广阔的应用前景。本论文主要研究通过选择合适基质、共掺离子等方式,采用高温固相法获得化学性质稳定、发光性能优异且光谱匹配性好的适用于植物照明方面的Mn⁴⁺掺杂的氧化物红色荧光粉。主要的研究内容如下:（1）采用高温固相法成功制备了CaGdAlO₄:Mn⁴⁺(CGA:Mn⁴⁺)荧光粉。该荧光粉在250–550 nm光谱范围中包含两个宽的激发带,最强发射峰在715 nm处,属于Mn⁴⁺的²E_g→⁴A_2g跃迁。Mn⁴⁺在CGA基质中的最佳掺杂浓度为0.2 mol%,CGA:0.2%Mn⁴⁺样品的色坐标为（0.7132,0.2866）。在715 nm监测下,随着Mn⁴⁺浓度的增加,CGA:x Mn⁴⁺荧光粉的寿命不断降低。CGA:0.2%Mn⁴⁺样品的内量子效率高达45%。通过将CGA:0.2%Mn⁴⁺样品与365 nm近紫外芯片结合,制成了一个深红光LED器件。这些研究结果表明CGA:Mn⁴⁺荧光粉可以作为一种有潜能的深红色荧光粉应用于植物照明LED中。（2）采用高温固相法合成了SrGdAlO₄:Mn⁴⁺(SGA:Mn⁴⁺)红色荧光粉。通过X射线衍射、激发和发射光谱、发光寿命衰减曲线和温度相关的光致发光光谱研究了该荧光粉的晶体结构和发光性能。在353 nm的激发下,SGA:Mn⁴⁺在650–800 nm范围内呈现窄带红光发射,发射峰值为709 nm和725 nm。Mn⁴⁺最佳掺杂浓度为0.1 mol%。SGA:0.1%Mn⁴⁺样品的色坐标为（0.7064,0.2934）,位于深红色区域。此外,SGA:0.1%Mn⁴⁺样品的发射光谱与植物光敏色素P_FR的吸收光谱相匹配。实验结果表明制备的SGA:Mn⁴⁺红色荧光粉能够应用于植物照明领域中。（3）合成了一系列CaYAlO₄:Mn⁴⁺,Mg²⁺(CYA:Mn⁴⁺,Mg²⁺)荧光粉。详细探究了该荧光粉的晶体结构、形貌特征及发光性质。CYA:Mn⁴⁺,Mg²⁺荧光粉在250–600 nm范围内存在两个宽的激发峰,峰值分别是348和469 nm。CYA:Mn⁴⁺,Mg²⁺荧光粉在348 nm激发下,所有样品在710 nm左右发出远红光。Mg²⁺的掺入增强了发光是由于电荷补偿机理。重要的是,CYA:0.4%Mn⁴⁺,1%Mg²⁺的发射光谱与光敏色素P_FR吸收光谱有理想的光谱重叠。CYA:0.4%Mn⁴⁺,1%Mg²⁺样品的内量子效率可达48%。这些结论证明CYA:Mn⁴⁺,Mg²⁺荧光粉是一种适合近紫外光激发应用于植物照明LED的远红光荧光粉。（4）合成了Ba₂GdTaO₆:Mn⁴⁺(BGT:Mn⁴⁺)一系列红色荧光粉。BGT:Mn⁴⁺在250–600 nm范围内存在宽带激发峰,峰值在358和469 nm处。在358 nm的激发下,样品的发射光谱在688 nm处呈深红色发射带。BGT:Mn⁴⁺荧光粉中相邻Mn⁴⁺之间的能量传递机理主要是偶极-偶极相互作用。测量了所有BGT:Mn⁴⁺样品的内量子效率,样品的内量子效率最高可达62%。（5）成功制备了BaLaMgSbO₆:Mn⁴⁺(BLMS:Mn⁴⁺)双钙钛矿红色荧光粉。系统研究了Mn⁴⁺浓度猝灭机理。文中比较分析了最近报道的不同Mn⁴⁺掺杂的荧光粉的光谱性质。此外,在不同温度下测试了样品的发射光谱,详细分析了样品的热稳定性和热猝灭原理。BLMS:0.6%Mn⁴⁺样品拥有出色的内量子效率高达83%。