本文首先采用高温固相法在炭还原气氛的条件下于1250℃制备了MAl₂Si₂O₈:0.02 Eu²⁺（M=Ca、Sr、Ba）系列荧光粉,研究了他们的晶体结构和光谱特性。该系列样品都属于典型的Eu²⁺的4f₆5d¹-4f7(⁸S_7/2)的宽激发带和发射带,在330nm波长的激发下,发光中心分别位于438 nm（Ca）、422 nm（Sr）、371 nm（Ba）处,发蓝光。发光强度随着离子半径的增加而减小。同时,由于晶场强度的不同,导致MAl₂Si₂O₈:0.02Eu²⁺的5d下能级随着阳离子半径增加而降低,发射光谱出现蓝移。余辉性能与氧空位在紫外激发下捕获激活剂中跃迁到5d轨道的电子的能力有关。而碱金属阳离子与Eu²⁺的电势能相差越大,Eu²⁺与氧空位之间的吸引力就越大,缺陷的稳定性就越高,而碱金属离子与Eu²⁺之间的电势能差从高到低的顺序是Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺,因此余辉性能按Ca、Sr、Ba的顺序依次下降。Eu²⁺掺杂的CaAl₂Si₂O₈荧光粉的在掺杂浓度为4%mol时出现浓度猝灭。在369nm激发下得到发射峰位置为440nm的宽波段发射谱。随着Eu²⁺掺杂浓度的增加,发射光谱表现了明显的红移现象。通过分析发射光谱的非对称性以及查阅相关文献,认为Eu²⁺在晶体中存在两种不同的晶体环境,发射光谱中Eu²⁺在CaAl₂Si₂O₈基质中的发射光谱存在两个发射峰位分别位于437nm和469nm处。对该荧光粉的热稳定性分析显示热稳定性在LED正常工作温度150℃下的发光效率仅仅在常温下的65%。基于对CaAl₂Si₂O₈:Ce³⁺的光谱分析,观察到单掺杂Ce³⁺的发射光谱和单掺杂Eu²⁺的激发光谱存在大范围的重叠。所以对CaAl₂Si₂O₈:Eu²⁺进行了适量的Ce³⁺共掺杂。实验结果发现,随着共掺杂Ce³⁺浓度的增加,发光强度呈现出先减小再增大再减小的趋势。先减小可能是由于Ce³⁺对Ca²⁺的不等价取代会使得晶体内形成带正电荷的Ce_Ca点缺陷,而这些额外的缺陷会储存一部分激发能量,从而导致发光强度变低。而随着Ce³⁺浓度的继续增高,可观察到发光强度会逐渐增加。通过分别在空气和真空中烧结CaAl₂Si₂O₈:Eu,证明了Eu²⁺在CaAl₂Si₂O₈自还原现象的存在以及铝氧四面体和硅氧四面体不能完全屏蔽空气中氧气的结论。在添加过量SiO₂的CaAl₂Si₂O₈:0.02Eu xSiO₂（x=0,0.05,0.100,0.200,0.300）的荧光粉中,Eu²⁺的发光强度会随着过量SiO₂的加入,逐渐减弱,而Eu³⁺的发光强度会逐渐增强,一是可能SiO₂的过量加入减少了样品的有效量,同时还有Eu²⁺和Eu³⁺之间的能量传递;二是SiO₂的过量加入促进了Eu²⁺和Eu³⁺之间的能量传递。为了验证解释自还原现象的电荷补偿模型,分别掺杂提供负电荷的电荷补偿剂（Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃）和提供空穴的La₂O₃、ZrO₂（其中Li₂CO₃作为对比）。随着电荷补偿剂的添加,Eu²⁺的发光强度的从弱到强顺序依次是undoped-Li⁺-K⁺-Na⁺,掺杂电荷补偿剂会产生负电荷空位,这些负电荷空位可以看作电子的施主,从而将Eu³⁺还原成Eu²⁺,所以加入过量的电荷补偿剂可以一定程度上促进自还原现象的产生。而随着R⁺离子半径的增加,Eu²⁺发光强度呈先增大后减小的趋势。在离子替换过程,会发生晶格畸变。如果离子半径有大的差异时,晶格畸变将趋于严重,会引起晶格畸变能量的迅速增加,导致晶格不稳定。Eu²⁺的发光强度的从弱到强顺序依次是Li⁺-Na⁺-K⁺-undoped,随着La₂O₃、ZrO₂的掺杂Eu²⁺的发光强度按照Li₂CO₃-undoped-La₂O₃-ZrO₂依次减小,而Eu³⁺的发光强度呈依次增大的现象。根据解释自还原现象的电荷补偿模型,当有一个La³⁺(以La³⁺为例)取代Ca²⁺格位时,会产生一个带单位正电荷的缺陷,这些正电荷缺陷,可能会吸引本来会向Eu³⁺迁移的电子,导致会有一部分的Eu³⁺不能接收电子被还原。