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白光LED(light-emitting diodes)作为固态照明的重要组成部分,因其具有效率高、寿命长、环境友好等优点,被认为是新一代的绿色照明光源。实现白光LED最常用的方式是采用GaN蓝光芯片配合黄色荧光粉(Y3Al5O12:Ce3+),由于这种方式合成的白光LED光谱中缺少红色和绿色部分导致显色指数较低、色温偏高,需要添加红色和绿色荧光粉,以满足新型白光LED的要求。传统基质红色和绿色荧光粉无法满足新型白光LED的要求,这就促使人们寻找新的基质材料。氮化物／氮氧化物基质荧光粉因其优异的荧光性能和高的稳定性,己在新型白光LED中得到广泛的应用。氮化物红色荧光粉如Sr2Si5N8:Eu2+和(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+已经实现商品化；氮氧化物绿色荧光粉仍然面临较多的问题：如层状结构的MSi202N2:Eu2+温度特性差,β-sialon:Eu2+的合成条件比较苛刻。因此,亟需开发一种发光效率高、稳定性好、易于制备的氮化物／氮氧化物绿色荧光粉。Ba3Si6O12N2:Eu2+荧光粉具备高稳定性和优异发光性能,但目前关于该荧光粉的报道比较少,研究还处于初级阶段,尤其在制备工艺、发光性能、光谱调谐性能等方面还有待于进一步的研究。本论文采用高温固相法合成了(Ba,Sr)3Si6O12N2:Eu2+绿色荧光粉,以提高荧光粉的发光性能为目的,在制备工艺优化的基础上,研究了其光谱调谐性能。依据晶体场效应、质心位移以及斯托克斯位移效应等基本理论,研究了激活剂浓度、碱土金属阳离子替换、氮／氧比例调节、共激活剂掺杂对荧光粉光谱调谐作用。荧光材料制备工艺对其物相结构和发光性能有重要的影响。本论文比较了不同Ba源对荧光粉结构及荧光性能的影响,发现选用BaCO3为反应原料,在1300℃的反应温度、8h的保温时间及氨分解气氛(N2:H2=1:3)条件下合成了具有Ba3Si6O12N2结构的荧光粉,且发光强度较高。二次焙烧能够提高荧光粉的发光性能；同时添加不同助熔剂也可提高荧光粉的荧光性能,其中BaF2和BaCl2的效果最显著,助熔剂BaF2含量为2wt%时荧光粉的发光强度最高。反应原料中加入过量Si3N4有助于合成纯Ba3Si6O12N2相。通过对合成样品的物相分析,解释了过量Si3N4合成纯相的原因及反应机理。结果发现：Ba3Si6O12N2相的合成过程首先是由Si02和BaCO3在低温合成偏硅酸盐相,再由偏硅酸盐相和Si3N4原料合成目标相。然而,低温条件合成的偏硅酸盐相并不是预想的Ba2Si3O8,而是Ba5Si8O21(?)目；中间产物的改变导致反应历程的改变以及Si3N4原料消耗量的增加。系统研究了Eu2’离子激活Ba3Si6O12N2荧光粉的结构及荧光性能。研究发现,该荧光粉可在300-500nm区域高效激发,并能实现470—560nm黄绿光区域的发射,峰值波长为525nm,半高宽为70nm：激活剂Eu2+离子进入晶格后只占据Ba2位置。Ba3Si6O12N2:Eu2+具有优异的温度特性,200℃时发光强度约为室温的65%,明显优于正硅酸盐绿粉。随着激活剂Eu2+掺杂浓度增加晶体场强度逐渐增强,4f65d1-4f7的跃迁能最逐渐降低,发射波长发生红移,实现了发射峰值波长由520到530nm的调节。同时还发现,随着Eu2+离子浓度的增加Ba3-xSi6O12N2:xEu2+荧光粉的发光强度先增加后降低,激活剂Eu2+的猝灭浓度为x=0.3,是由电偶极子-偶极子交互作用引起的。碱土金属阳离子替换可调节荧光粉晶体结构、改变晶体场强度,进而改善荧光粉的光色性能。合成了(Ba3-xSrx)Si6O12N2:Eu2+系列荧光粉,发现Sr在Ba3Si6O12N2中为有限固溶。随Sr含量的增加导致晶体场劈裂加剧以及斯托克斯位移增加,导致发射峰值波长由527nm红移至543nm；同时由于Sr的掺入导致更多的5d激发态电子经无辐射跃迁弛豫到基态,引起发光强度逐渐降低。采用(Ba,Sr)3Si6O12N2:Eu2+配合蓝光芯片合成的白光LED的色坐标可从(0.2262,0.4181)变化到(0.2650,0.3092),荧光粉半高宽的增加可使显色指数可由49.7增加到59.5。氮氧化物荧光材料中氮氧元素调节对荧光性能有重要的影响。根据XRD谱图以及氮氧含量分析,Ba3Si6O12-δN2+2δ/3:Eu2+荧光粉在-0.6≤δ≤1.8区间可以保持Ba3Si6O12N2(?)晶体结构,且随着N/O比例的增加晶胞逐渐膨胀。随着δ值由-0.6增加到1.8,在N元素引起的晶格膨胀效应和电荷增强效应的共同作用下,Eu2+猝灭浓度随δ值增加先降低后升高,δ=0时猝灭浓度最低；Eu2+离子的浓度猝灭的机理均是电偶极子-偶极子交互作用。同时还发现随着δ值的增加荧光粉的发光强度先升高后降低,δ=0时发光强度最高；随着δ值增加引起晶格膨胀,导致荧光粉的发射波长整体发生蓝移。随着δ值增加荧光粉色坐标变化较大,可由(0.2888,0.6263)变化到(0.3085,0.6192),同时色温由6241K降低到6098K。荧光粉中激活剂的共掺杂常伴随着能量传递过程,是改善荧光粉发光性能的常用手段。合成了Ba3-x-ySi6O12N2:xEu2+,yCe3+荧光粉,发现体系中存在Ce3+向Eu2+能量传递的现象；低浓度时Ce3+向Eu2+离子传递能量使得Eu2+的发射增强：随着浓度增加Ce3+离子之间的能量传递占据主导并减少了传递给Eu2+离子的能量,降低了Eu2+离子的发射强度,Ce3+离子的临界浓度为y=0.6。同时发现Ce3+离子的掺入导致晶胞收缩(RCe3+＜REu2+)晶体场增强,引起发射峰值波长红移。合成了Mn2+和Eu2+共激活的Ba3Si6O12N2荧光粉,研究发现随着Mn2+掺杂量的增加Eu2+的发光强度降低,证实了Eu2+(?)向Mn2+存在能量传递现象,且传递速率与Mn2+含量呈非线性关系,经分析表明Eu2+和Mn2+能量传递机理是电偶极子-偶极子跃迁。