金刚石色心因具有稳定发射光谱、室温可操控性以及较长的相干时间等特点被广泛研究。在金刚石色心中存在着大量具有不同荧光发射波段、线宽窄、激发态寿命低、荧光偏振对比度高等优秀性质的色心,这些优良的性质为量子信息、量子传感等领域的应用提供了基础。研究具有较短的激发态寿命、较窄荧光光谱和高信噪比等优秀性质的金刚石色心是为量子信息、量子传感等方面的研究提供基础支撑的一项重要的课题。本论文以第一性原理为基础,研究了金刚石铕缺陷的相关性质。分别建立了铕原子位于双空位中心(EuV)的结构模型以及铕原子近邻分别有2或3个空位(Eu2V,Eu3V)的结构模型,通过对比分析晶体结合能,缺陷形成能,最终确定了金刚石铕空位色心的稳定结构是铕原子位于双空位中心。对稳定结构进行电荷密度、差分电荷密度、bader布局数电荷分析,表明了在这个结构中铕原子稳定存在于体系的内部,并且铕原子与近邻的6个C原子成键。分析金刚石EuV色心的能带结构和能级结构,结果得出金刚石EuV色心的能带结构具有明显的自旋极化现象,确定自旋向上的能级结构更适合金刚石色心的电子激发跃迁条件。估算零点跃迁能1.99eV(对应光子波长是623nm)与文献中的实验对比吻合,并且发现了金刚石EuV色心符合三能级结构的特点。模拟利用化学气相沉积(MPCVD)法沉积金刚石EuV色心的过程所在富氮的环境下,还考虑了B原子的掺杂所形成的复合缺陷的相关性质,分别建立了8种可能存在的复合缺陷结构,对建立的复合缺陷结构计算总能和结合能,结果表明了各复合缺陷结构均能够稳定存在,从计算的能带结果分析得出EuV-5N相对其他结构更适合作为金刚石铕空位色心的应用。对纳米金刚石薄膜EuV色心的结构稳定性进行分析,发现纳米金刚石薄膜EuV结构中铕原子位于距离表面第三层的位置有利于色心应用,同时研究了金刚石薄膜结构的表面C原子二聚体现象对金刚石EuV色心的电子性质产生的负面影响,研究发现表面吸附F或者H原子的方法可以改善表面态对体系电子结构的负面影响。