稀土元素因具有的独特的化学性质和物理性质,几乎占据了整个固体发光领域,只要涉及发光,基本离不开稀土,目前已被广泛应用于机械、玻璃、陶瓷、照明、电子、航空航天、生物医学等领域。铕Eu元素是稀土元素中研究最广泛的元素之一,Eu³⁺离子是典型的红色发光离子,Eu³⁺离子的发光来自于内层的4f→4f跃迁,其发光性质与基质的结构密切相关,当Eu³⁺离子在晶体学格位上处于非反演对称中心时,电偶极跃迁⁵D0→⁷F2有较强的发射;相反的,磁偶极跃迁⁵D0→⁷F1为主要跃迁方式,⁵D0→⁷F0跃迁的发射峰劈裂数目可以标定Eu³⁺所处晶格环境的种类,这一独特的发光性能和其结构探针性质决定了Eu³⁺离子在各个领域中的重要地位。本论文选择了硼酸盐、铌酸盐、钼酸盐三种发光基质材料,采用传统的高温固相法制备了一系列稀土离子Eu³⁺掺杂的荧光粉材料,利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱分析、拉曼光谱、激发与发射光谱、发光衰减研究了在不同基质材料中Eu³⁺离子的微结构和发光性能,并分析其在不同领域中的潜在应用价值。第三章,本章节采用传统高温固相反应法制备CaB₂O₄:Eu³⁺粉末和陶瓷样品。主要通过XRD、SEM、EDS分别分析了CaB₂O₄:Eu³⁺矿化不同时间后的结构特征、表面形貌以及样品表面元素组分的变化,结合Eu³⁺离子的结构探针作用,测试发光光谱和衰减曲线研究矿化过程中样品的发光性能与潜在应用。研究发现,随着矿化时间的延长,XRD中Ca B₂O₄:Eu³⁺的衍射峰逐渐消失,羟基磷灰石（HA）的衍射峰逐渐明显,形成类似花状的HA,说明样品具有较好的形成羟基磷灰石的能力;同时,矿化过程中样品的发光出现有规律的变化,⁵D0→⁷F2跃迁与⁵D0→⁷F1跃迁发射强度的比值逐渐减小接近于1,⁵D0→⁷F4跃迁发射强度也相应发生了变化,在矿化的最后阶段出现了Eu²⁺离子的发光。Eu³⁺的这一结构探针性质有望可以用来监测生物矿化中羟基磷灰石的相转变过程。第四章,本章节采用传统的高温固相法制备掺杂不同浓度的La₃Mg₂NbO₉荧光粉材料。通过XRD和SEM表征该材料的结构和形貌,研究表明,该物质为钙钛矿结构,当掺杂浓度低于10 mol%,合成的样品相纯度较高,无杂质相出现,颗粒的平均粒径为300–500 nm。利用Eu³⁺离子的结构探针作用,通过激发和发射光谱以及发光衰减曲线,研究Eu³⁺离子在晶格中所处格位以及样品的结构特点。在460 nm波长的激发下,该物质最强的发射峰都是超灵敏电偶极跃迁⁵D0→⁷F2（615 nm）,说明Eu³⁺离子位于非反演对称中心的晶格中,另外,测试了样品的拉曼光谱进一步确定Eu³⁺离子的微结构,而基质晶格中La³⁺处于非中心对称的环境中。样品的CIE色度坐标计算得到是（x=0.665,y=0.341）。研究表明Eu³⁺离子在晶格中只取代La³⁺位置,而且Mg和Nb的共存在导致La₃Mg₂NbO₉的结构是高度扭曲的。第五章,本章节主要通过固相反应法合成样品NaLa₄Mo₃O₁₅F:Eu³⁺。通过XRD和SEM分析其结构组成和形貌,该样品结晶良好,无杂质相存在;通过激发光谱和发射光谱表征荧光粉的发光性能,Eu³⁺离子的最佳掺杂浓度为70 mol%,在近紫外光和蓝光的激发下,可以发射出位于615nm的明亮的红光,这是来源于Eu³⁺的电偶极跃迁⁵D0→⁷F2。最具意义的是随着掺杂浓度的增加,激发光谱中的电荷转移（CTB）带出现了红移现象,比其他非立方结构的钼酸盐荧光粉电荷转移的波长更大,这是因为其独特的立方结构中含有MoO₆基团,还有F-离子的共掺杂作用。另外,还测定了NaLa₄Mo₃O₁₅F:Eu³⁺的量子效率和色度值,结合热稳定性能测试研究该样品NaLa₄Mo₃O₁₅F:Eu³⁺在基于UV/蓝光Ga N白光LED领域所具有的潜在应用。本论文系统地研究了稀土铕离子Eu³⁺掺杂基质硼酸盐、铌酸盐、钼酸盐的微结构特点和发光性能。首次研究了Eu³⁺离子在生物材料Ca B₂O₄中的探针作用和发光性能,分析Eu³⁺离子在生物领域监测生物矿化的潜在意义;探究了La₃Mg₂NbO₉基质中掺杂不同浓度的Eu³⁺所得荧光粉的发光性能以及微结构特征;研究了荧光粉NaLa₄Mo₃O₁₅F:Eu³⁺随着Eu³⁺离子掺杂浓度增加,激发光谱出现了明显的红移现象,本论文研究的内容对稀土发光材料的进一步开发与应用具有重要的参考价值。