中文摘要：

氮氧化铝（AlON）通常被认为是一种优异的光学窗口材料，但很少被作为一种荧光基质材料受到重视。前期研究表明AlON基质材料在白光LED用荧光粉方面具有巨大应用潜力，但存在不能确定发光离子在AlON晶格中具体位置等难题。本项目以AlON:Eu荧光体为研究对象，综合利用HAADF-STEM和基于同步辐射光源的XAFS等先进实验技术，研究发光离子占据AlON晶格的具体位置及其局域环境，建立AlON基荧光体的晶体结构模型；通过AlON基荧光体的化学组成设计、制备工艺优化、精细结构解析和发光性能表征的系统研究，揭示AlON基荧光体的化学组成、制备工艺、精细结构、颗粒形态和发光性能之间的本质联系，阐明AlON基荧光体的发光机制，深化对晶态材料宏观发光特性与发光中心微观功能基元本质的认识，从而提出实现荧光体发光性能剪裁设计和可控制备的有效途径，为高质量新型白光LED用荧光材料的研究奠定基础。

结论摘要：

稀土掺杂氮氧化物荧光材料具有高发光效率、高稳定性等优点而成为白光LED研究热点，然而，人们对其晶体结构的认知有限，限制了对荧光体能量传递等发光机制的认识，阻碍了高质量荧光体的晶体结构、发光性能的剪裁设计及其可控制备。本项目较系统开展了氮氧化物荧光材料的化学组成、制备工艺、精细结构和荧光性能内在关系的研究，以期深化对宏观发光特性与发光中心微观功能基元本质的认识，为高质量白光LED荧光材料研发奠定基础。在化学组成设计的基础上，合成了稀土离子掺杂AlON、SiAlON、CaAlSiN3、Sr2Si5N8等系列荧光材料，重点研究了组成设计及制备工艺对物相组成及荧光性能影响。（1）AlON:EuAlON应表示为Al(64+x)/3□(8-x)/3O32-xNx (0？x≤8)）；O/N比重要影响产物相组成；当x=4.6时，制备出单相AlON；Eu浓度0.15mol%时，制备的Al68.3/3O27.4N4.6 Eu0.150具有最强发光强度；Eu2+离子在AlON:Eu中存在两个晶格位置，分别产生快和慢衰减时间常数特征；探索制备出AlON:Eu透明陶瓷材料，在520nm具有宽发射。（2）CaAlSiN3:EuCaAlSiN3应表达为CaAl1-4δ/3Si1+δN3，即Al、Si元素之间存在非化学计量；成功合成出纯相Ca0.98Eu0.02Al1-4δ/3Si1+δN3 (δ = 0 ~ 0.36)荧光体；在460nm蓝光激发下，由Eu2+的4f 65d 1 → 4f 7跃迁在630nm处产生宽带红光发射；通过适当调整Si/Al比和Ca源用量等措施，可在一定范围内调控其发光波长、强度及半峰宽等特性，其根源在于发光中心Eu的局域配位环境发生了改变；外量子效率达71%；将所制备的CaAlSiN3:Eu红粉分别引入商用荧光粉中，采用蓝光LED芯片封装得到白光LED，其平均显色指数达90以上，色温3500-3600K，流明效率约90lm/W，可有效实现暖白光LED。（3）Sr2Si5N8:EuN含量与荧光性能呈正相关关系；随着Eu2+浓度提高，发光中心间的能量传递速率加快，发光强度增强；发射光谱呈非对称宽带发射，由峰位分别位于604nm和642nm的双峰组成，分别来源于占据八配位（Sr1）和十配位（Sr2）的Eu2+离子。（4）SCI论文10篇，学位论文3篇，授权专利2项。