稀土元素因为具有较特别的电子层结构而广泛地用于发光材料。掺杂稀土元素的发光材料具有吸收能力强，转换率高，尤其是在可见光区域内有很强的发射能力的优点，并且物理、化学性质非常稳定，其中稀土多磷酸盐是一个重要的研究体系，并且已经广泛应用于照明工业。Eu³⁺离子是最主要的红发光激活离子，在照明和显示等领域得到了广泛的应用。本论文选择了具有白磷钙矿（Whitlockite-type）结构的多磷酸盐Ca₉R（PO₄）₇(R=Al³⁺, Lu³⁺)，Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇，Sr₉Ga（PO₄）₇为基质材料，Eu³⁺离子为掺杂离子，采用高温固相法反应制备了发光荧光粉。利用XRD、SEM，荧光光谱仪对它们进行了结构及发光性能的表征，并详细地研究了Eu³⁺离子掺杂Ca₉R（PO₄）₇(R=Al³⁺,Lu³⁺):Eu³⁺，Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇:Eu³⁺的激发光谱、发射光谱、发光热稳定性、发光衰减和作为白光LED用红色荧光粉的潜在应用；根据Eu³⁺离子的激光位置选择激发和发射光谱技术，分析了稀土离子Eu³⁺在Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇以及Ca₉R（PO₄）₇(R=Al³⁺,Lu³⁺)中的晶体学格位特征。另外，Sr₉Ga（PO₄）₇作为单基质发光材料，发光原理归结为晶格中Ga-O八面体基团的自激活中心，而且Sr₉Ga（PO₄）₇可以被X射线有效地激发，可以作为潜在的X射线激发发光器或者闪烁基数器。第三章，应用X射线粉末衍射（XRD），荧光光谱，发光衰减等测试方法研究了Ca₉R（PO₄）₇(R=Al³⁺, Lu³⁺):Eu³⁺的物相组成以及发光性能，结果表明固相合成的Ca₉R（PO₄）₇(R=Al³⁺, Lu³⁺):Eu³⁺为纯相的白磷钙矿（whitlockite-type）六方结构，空间群为R3c，Z=6，具有与β-Ca3（PO₄）₂相同的结构；在紫外光254nm激发下，Ca₉R（PO₄）₇(R=Al³⁺, Lu³⁺):Eu³⁺发出强烈的红光（614nm），来自Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₂的电偶极跃迁。使用激光位置选择激发和发射技术探讨了基于Eu³⁺离子的光谱探针信息，分析了该材料中局域结构的特征及对发光性质的影响，在Eu³⁺离子掺杂的Ca₉R（PO₄）₇(R=Al³⁺, Lu³⁺)中，当基质为Ca₉Al（PO₄）₇时，Eu³⁺离子取代了Ca（1），Ca（2）和Ca（3）三个位置，有三种不同配位环境；当基质为Ca₉Lu（PO₄）₇时，Eu³⁺离子除了取代Ca（1），Ca（2）和Ca（3）三个位置，还可以取代Lu³⁺离子在Ca（5）的位置，这是因为Lu³⁺离子的半径和Eu³⁺离子的半径接近。从7F0→⁵D₀激发光谱可以看出，Eu³⁺离子在Ca₉Lu（PO₄）₇中有五种配位环境。Eu³⁺离子掺杂Ca₉Al（PO₄）₇、Ca₉Lu（PO₄）₇的发光色度一样，都为（x=0.661,y=0.333），接近国际标准红色色度（x=0.67,y=0.33），具有较好的发光热稳定性能。第四章，利用X射线粉末衍射证实Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇:Eu³⁺为纯相的白磷钙矿（whitlockite-type）结构；在真空紫外和紫外光的激发下，Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇:Eu³⁺发出强烈的红光（611nm），来自Eu³⁺离子⁵D₀→⁷F₂的电偶极跃迁；利用位置选择激发和发射光谱、发光衰减、晶体结构研究了Eu³⁺离子在Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇:Eu³⁺中的浓度淬灭和Eu³⁺离子的占据位置情况，在掺杂浓度达到90%之前，发光强度都随着浓度的增加而增强，而当Eu³⁺离子完全取代Gd³⁺离子时的发光强度是Eu³⁺离子掺杂浓度为90%发光强度的99.32%，所以最佳掺杂浓度为90%。从7F0→⁵D₀激发光谱可以看出，Eu³⁺离子在Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇中有两种配位环境。第五章，采用高温固相法合成了Sr₉Ga（PO₄）₇单基质自激活发光荧光粉，利用X-射线粉末衍射，激发、发射光谱和发光衰减曲线等研究了Sr₉Ga（PO₄）₇的结构特征以及发光原理，X-射线粉末衍射结果表明合成了Sr₉Ga（PO₄）₇纯相；在254nm紫外光的激发下，Sr₉Ga（PO₄）₇发出蓝光，发光色度为（x=0.193,y=0.218）。另外，X-射线激发光谱表明，Sr₉Ga（PO₄）₇能有效地被X射线激发，可以作为潜在的X射线激发发光器或者闪烁基数器。本论文的创新点是，首次研究了Eu³⁺离子掺杂具有白磷钙矿（Whitlockite-type）结构的多磷酸盐Ca₉R（PO₄）₇(R=Al³⁺,Lu³⁺)、Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇的发光性能，结果表明，荧光粉可以被紫外光有效地激发，并且发出610nm左右的红光，是潜在的白光LED用红发光荧光粉；首次利用激光位置选择激发和发射光谱研究了Eu³⁺离子在基质中的占位问题，表明了Eu³⁺离子在Ca₉Al（PO₄）₇基质中的三种不同发光中心，在Ca₉Lu（PO₄）₇中的五种不同发光中心，在Ca₉LiGd_2/3（PO₄）₇中的两种不同发光中心；此外，还首次研究了Sr₉Ga（PO₄）₇自激活基质荧光粉，结果表明在254nm近紫外光的激发下，Sr₉Ga（PO₄）₇发出蓝光，并且能被X射线有效地激发，可以作为潜在的X射线激发发光器或者闪烁基数器。