優れた発光特性を持つEu²⁺⁃活性化A₂CaPO₄F（A=K、Rb）は、研究者の注目を集めている。しかし、Eu²⁺ドープの格子占有およびスペクトルの同定とスペクトル調整機構はまだ明確ではない。本研究では、密度汎関数理論を用いてEu²⁺が異なる結晶学的格子位置を占有する際の欠陥形成エネルギーと光学遷移エネルギーを系統的に計算し、これを基に発光スペクトルの同定を行った。結果から、K₂CaPO₄F:Eu²⁺における約660 nmおよび約480 nm付近の発光ピークは、いずれもEu²⁺がK格子位置を占有することに由来するが、両者の電荷補償方法は異なることが示された：前者では二つの配位F原子がO原子に置換され、かつそのうちの一つのO原子に隣接するK原子がCa原子に置換される。一方、後者では単に一つの配位F原子がO原子に置換される。Rb₂CaPO₄F:Eu²⁺の約480 nm付近の発光ピークは、Eu²⁺がRb格子位置を占有し、電荷補償は二つの配位F原子がO原子に置換され、それら二つのO原子に隣接するK原子がCa原子に置換されることである。さらに、Eu²⁺占有格子位置の配位環境と電子構造を解析し、スペクトル発光ピーク位置との関係を議論した。本研究は実験現象の解釈だけでなく、蛍光体の発光性能の実験的最適化に理論的指針を提供するものである。

Eu²⁺ドープ；A₂CaPO₄F（A=K、Rb）；密度汎関数理論計算；格子占有；発光特性