白光LED作为新一代绿色照明光源,相比白炽灯和荧光灯有着环保、经济、使用寿命长等优越性。目前商用最广的白光LED的实现方式是通过LED芯片+光转换荧光粉（pc-WLEDs）获得,因此涂覆在芯片上的荧光粉则是决定白光LED发光性能优劣的关键。其中具有更高的量子效率、热和化学稳定性、光转换效率、色纯度和显色指数的单基质多光色荧光粉是当前研究的热点。本课题针对以上几点,通过溶胶-凝胶法合成了几种稀土掺杂单基质白光LED用荧光粉,并通过X-射线粉末衍射、场发射扫描电镜、高倍透射电镜、光致发光、量子产量测量仪等方法对其成相行为、发光性能、能量传递机制等进行了细致的研究。1.采用溶胶-凝胶方法合成了一系列SrGdAlO₄:A(A=Eu³⁺/Tb³⁺)纳米荧光粉。在近紫外光激发下,所制备的SrGdAlO₄:A(A=Eu³⁺/Tb³⁺)荧光粉表现出Eu³⁺的红光特征发射(⁵D_J→⁷F_J′J,J′=0,1,2,3跃迁)和Tb³⁺的绿光特征发射(⁵D₄→⁷F_6,5,4,3跃迁)。在SrGdAlO₄:Tb³⁺,Eu³⁺纳米荧光粉中Gd³⁺对Tb³⁺与Tb³⁺对Eu³⁺离子之间均存在能量传递。通过改变掺杂种类,浓度以及共掺杂Eu³⁺/Tb³⁺离子在SrGdAlO4主晶格中的相对比例,可以将SrGdAlO₄:Ln³⁺(Ln³⁺=Eu³⁺/Tb³⁺)荧光粉的发光颜色可从蓝光调控至蓝绿光,绿光,白光,橙光。在Tb³⁺/Eu³⁺共掺杂SrGdAlO₄纳米荧光粉中实现了单基质白光发射。制得的SrGdAlO₄:Eu³⁺,SrGdAlO₄:Tb³⁺和SrGdAlO₄:Tb³⁺,Eu³⁺荧光粉在紫外白光发光二极管和其他光电子照明和显示设备领域具有潜在的应用前景。2.采用溶胶-凝胶法合成了一系列（Ca,M）MgSiO₄:Eu²⁺（M=Mg,Sr,Ba）纳米荧光粉。XRD结果表明碱土金属离子取代Ca²⁺位点没有改变基质的结构。在紫外光的激发下,(Ca_0.999-xM_x)MgSiO₄:0.001Eu²⁺（M=Mg,Sr,Ba）荧光粉表现为Eu²⁺的特征发射（5d→4f电子跃迁）。研究表明,在CaMgSiO₄基质中,离子半径较小的Mg²⁺取代Ca²⁺位点造成晶格收缩,从而导致Eu²⁺的发射峰发生红移;而离子半径较大的Sr²⁺/Ba²⁺离子取代Ca²⁺位点则造成晶格膨胀,反而使得Eu²⁺的发射峰发生蓝移。碱土金属离子的取代不仅使得（Ca,M）MgSiO₄:Eu²⁺（M=Mg,Sr,Ba）荧光粉的光色可调,同时还极大地提高了Eu²⁺的发射峰强度。在Eu²⁺/Ba²⁺共掺杂CaMgSiO₄纳米荧光粉中,实现了深蓝光发射。3.采用溶胶-凝胶法合成了一系列CaTbAl₃O₇:Ce³⁺,Eu³⁺纳米荧光粉。XRD结果表明在1000 ^oC时可得到CaTbAl₃O₇纯相,并且掺杂稀土离子不会对基质晶格造成影响。在紫外光的激发下,CaTbAl₃O₇:Ln³⁺（Ln=Ce/Eu）荧光粉表现出Eu³⁺(⁵D_J→⁷F_J′J,J′=0,1跃迁)的红光特征发射和Tb³⁺(⁵D₄→⁷F_6,5,4,3跃迁)的绿光特征发射。实验结果表明,在CaTbAl₃O₇:Ce³⁺和CaTbAl₃O₇:Eu³⁺荧光粉中Ce³⁺→Tb³⁺和Tb³⁺→Eu³⁺均存在高效的能量传递,且均为偶极-四极能量传递机制。在CaTbAl₃O₇:Ce³⁺,Eu³⁺纳米荧光粉中存在Ce³⁺→Tb³⁺→Eu³⁺的能量传递机制,不仅可将Ce³⁺的能量高效地传递给Eu³⁺,还实现了近紫外光激发的橙红光发射。