无机固体发光材料（俗称荧光粉）是固态照明器件的重要组成部分。荧光粉的发光性质取决于固体中的点缺陷,包括本征缺陷和掺杂缺陷。点缺陷打破晶体的周期性,在固体能带中产生缺陷能级,显著改变局域电荷跃迁行为。因此,合理设计并有效调控晶体中的点缺陷能够获得具有一定发光性质的发光材料,近年来基于缺陷工程调控荧光粉发光性质的研究受到了人们的广泛关注。卤磷灰石型化合物M₅（PO₄）₃X（M=Ca,Sr,Ba;X=F,Cl,Br）具有优良的化学稳定性、丰富的化学组成与极高的缺陷容纳度,是一种良好的荧光粉基质材料。本论文以卤磷灰石型化合物为研究对象,通过调控气氛条件以及固溶组分实现对荧光粉的基质缺陷发光与Eu²⁺掺杂长余辉发光性能的调控,并深入探究晶体结构与本征缺陷发光之间的依赖关系、本征阴离子空位缺陷与掺杂Eu²⁺缺陷之间的相互作用,为探究新型发光材料以及实现光谱调控提供了新的思路。1.卤磷灰石自激活荧光粉与缺陷发光机理。还原气氛条件下,采用高温固相法合成的卤磷灰石型化合物M₅（PO₄）₃X（M=Ca,Sr,Ba;X=F,Cl）具有自激活发光性质。当X=Cl时,发光颜色随M的变化从蓝色到黄色连续可调,并说明了氧空位（V_O）是引起短波紫外激发下可见光区可调控的自激活宽带发射的原因。当X=F时,由于F空位缺陷浓度较高,样品体色较深,仅在M=Ba中得到与氧空位缺陷光谱特征匹配的宽带绿光发射。为了研究两类阴离子空位缺陷的光电性质,合成了一系列PO₄-SiO₄化合物,因为SiO₄基团刚性强,V_O缺陷低,而表现出V_F缺陷相关的近紫外激发蓝光发射自激活发光性质。采用XRD、EPR、FT-IR等表征技术,深入研究了阴离子空位缺陷形成能与晶体结构的依赖关系、本征阴离子空位缺陷与自激活发光性质的构效关系。2.M₅（PO₄）₃Cl:Eu²⁺荧光粉与长余辉性质。在氯磷灰石基质中同时构筑阴离子空位缺陷和Eu²⁺掺杂缺陷,基于能带工程,设计并合成了一系列M₅（PO₄）₃Cl:Eu²⁺固溶体荧光粉。实验结果表明,Ba₅（PO₄）₃Cl:Eu²⁺由于具有合适的陷阱深度,以阴离子空位缺陷作为电子陷阱使荧光粉具有Eu²⁺长余辉发光性质,但是余辉寿命较短（<5 s）,通过形成阳离子固溶体Ba_5-mCa_m（PO₄）₃Cl:Eu²⁺和Ba_5-nSr_n（PO₄）₃Cl:Eu²⁺,使得余辉寿命显著延长。另外,固溶晶体中Eu²⁺同时占据多阳离子格位,使得发射光谱增宽,发光颜色在蓝光-青光-绿光范围可调。通过EPR、变温光谱等表征,我们提出调控固溶体组分比例具有调节陷阱深度、增大陷阱浓度的作用,从而使余辉时间延长。3.Ba_5-mCa_m（PO₄）₃Cl:Eu²⁺,Ce³⁺长余辉荧光粉。为了进一步延长余辉寿命,设计引入第三个缺陷中心Ce³⁺,合成了一系列Ba_5-mCa_m（PO₄）₃Cl:Eu²⁺,Ce³⁺固溶体荧光粉。实验结果表明,通过引入Ce³⁺不等价取代Ca²⁺/Ba²⁺缺陷创造新的电子陷阱,显著提升了余辉性能。此外,相对于端点组成的Ba₅（PO₄）₃Cl:Eu²⁺,Ce³⁺,固溶体荧光粉使余辉发光时间延长约8倍,延长至8 min。结合变温光谱、TL、XPS等测试,探究了Ce³⁺引入后产生的陷阱数量和固溶体荧光粉在室温附近的陷阱分布,并提出了长余辉发光机理。