随着LED产业的日益发展，对白光LED用荧光粉的需求越来越多，而荧光粉的制备和性能也逐渐受到人们的重视。为了使LED满足室内照明的要求，白光LED用高性能红色荧光粉的研究成为了当前研究的热点。新开发的Ca₃Si₂O₇基质红色荧光粉由于其易制备的优点成为了继氮化物红色荧光材料后最适合于白光LED的发光材料之一。本文利用高温固相反应法，通过在预烧料中添加烧结助剂H₃BO₃，成功制备出纯相的Ca₃Si₂O₇样品。在制备出纯相的基础上，研究了Eu²⁺、Ce³⁺等稀土离子掺杂后的Ca₃Si₂O₇样品的光谱特性，并对Ca₃Si₂O₇晶体结构与Eu²⁺发光性能之间的联系进行了深入的分析和探讨。同时通过Eu²⁺、Ce³⁺离子共掺杂，实现了敏化发光并有效提高了Eu²⁺的发光效率。主要的研究工作如下几个方面：（1）在Ca₃Si₂O₇样品制备过程中，可通过添加合适浓度的烧结助剂H₃BO₃来有效抑制杂相的形成，并促进稀土掺杂的Ca₃Si₂O₇荧光粉的发光性能。（2）系统研究了Ca₃Si₂O₇晶体结构与其发光性能之间的联系。Ca₃Si₂O₇由于其畸变的晶体结构产生强的晶体场，使得Eu²⁺掺杂的Ca₃Si₂O₇样品中的激发光谱表现为宽激发谱，覆盖近紫外至蓝光区域，可与近紫外或蓝光LED芯片有很好的匹配。其发射光谱位于603nm红光区域，半峰宽达到110nm，这有利于制备高显色性的暖白光LED。同时，单一对称的发射峰表明在Ca₃Si₂O₇晶体结构中三种Ca2+离子的氧配位场环境相似。（3）研究Ce³⁺离子掺杂Ca33Si2O7样品的发光性能。Ca₃Si₂O₇:Ce+, Li+的激发光谱位于300-350nm的近紫外区域，发射光谱覆盖350-500nm的近紫外至蓝光区域，与Eu²⁺离子掺杂的Ca₃Si₂O₇激发光谱存在很大程度的重叠，为Ce³⁺-Eu²⁺之间能量传递提供了可能。（4）研究了Ce³⁺、Eu²⁺共掺杂时Ca₃Si₂O₇样品中Ce³⁺-Eu²⁺之间的能量传递及机理。Ce³⁺-Eu²⁺之间的能量传递进一步提高了Eu²⁺的发光强度，能量转换效率可达93%。能量传递的机制是电偶极-电偶极相互作用，临界传递距离为26.79。