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伴随着GaN蓝光以及近紫外半导体发光二极管器件(LED)的研发成功和商业化推广，目前开发和应用发半导体全固态照明器件已经成为照明光源研发领域的热点。LED相比以往的白炽灯，节能灯等常用照明光源有着显著的优点。首先，LED能耗低、效率高，符合节能环保的绿色照明光源的要求；其次，LED芯片的使用寿命长达上万小时，极大地减小了资源的浪费和废弃物回收的负担；再次，LED的驱动电压很低，比以往的照明光源更为安全；同时，LED在制造过程中不使用汞等有毒有害物质，对环境友好。
然而，单一的LED芯片往往只能提供窄谱的光发射，所以它们多为有色光源，并且显色指数极低，不适合日常生活照明使用。所以人们向LED器件中加入荧光材料，将LED的短波长、窄谱的发射转化为可见光区、宽谱的发射，以制造高显色指数、适宜色温的白光LED照明器件。目前常用荧光材料辅助白光LED的实现主要有两种方式：蓝光LED配合黄光荧光材料得到白光；近紫外LED配合红、绿、蓝三基色荧光材料得到白光。但这两种方式都有各自的缺点。前者的效率高，光通量大，但是由于缺少红光发射，所以显色指数比较低，同时色温较高，所以不适合室内起居照明；后者的显色性良好，色温可调节，但由于荧光材料的成分复杂，导致耗散因素增加，因此效率较低，另外，更为严重的是目前广泛使用的红光材料的效率低、寿命短、性质不稳定，这些因素极大的阻碍了高质量LED白光照明器件性能的提高。故LED用红光荧光材料的研发成为了目前广泛关注的问题之一。
针对LED用荧光材料，尤其是红光荧光材料的不足，本文筛选了两种性质稳定的基质材料作为研究对象，对其发光机理进行了讨论，并通过对荧光材料的改性，开发新型LED用红光荧光材料。
本文的主要研究工作包括：
1)通过BiVO4和YVO4对CaMoO4的带隙进行调控，使CaMoO4：Eu3+的激发带边红移至近紫外波段，令CaMoO4：Eu3+更适合于近紫外LED的激发。实验发现，VO43-会通过降低CRMoO4的导带位置使其带隙减小，而Bi3+则会通过轨道杂化的方式提升CaMoO4的价带位置近一步减小带隙。经过带隙调节后的材料，可以将带间吸收的能量有效的传递给Eu3+，从而提高材料在近紫外的激发效率。
2)对CaTiO3：Pr3+红光材料的发光机理进行了讨论，通过变温荧光、荧光寿命、Raman光谱等测试，发现了以往工作中发光机制论述中的问题，并对发光机制作出了新的阐述，为其改性工作提供了线索，帮助开发适用于LED用的红光材料。实验中发现CaTiO3：Pr3+中的氧空位对材料激发和余辉过程有着重要作用。同时Ti-O八面体随温度的上升会发生畸变，这种畸变会使Ti-O中参与发光过程的位形变得平缓，这使得材料在室温下展现出异常的高效率。
本文的主要结论：通过能带调控的方式减小了CaMoO4：Eu3+的带隙，使其激发带边红移至近紫外波段以适合近紫外LED的激发。这种方法为荧光材料的改性提供了基础，从而使得更多的宽带隙荧光材料通过能带调控的方式适用于LED的应用。
通过对CaTiO3：Pr3+发光机制的研究，对其激发、电荷和能量传递过程、余辉机制、效率等问题构建出更为完善的图像。这些过程的讨论为CaTiO3：Pr3+的改性提供了理论和实验依据，为开发钛酸盐基质的LED红光荧光材料提供了帮助。