뛰어난 발광 성능으로 인해 Eu²⁺ 활성화 A₂CaPO₄F(A=K, Rb) 형광체는 연구자들의 주목을 받고 있다. 하지만 Eu²⁺ 도핑 위치 점유 및 스펙트럼 식별과 그 조절 메커니즘은 아직 명확하지 않다. 본 논문에서는 밀도 범함수 이론을 사용하여 Eu²⁺가 서로 다른 결정학적 위치를 점유할 때의 결함 형성 에너지와 광학 전이 에너지를 체계적으로 계산하였으며, 이를 바탕으로 발광 스펙트럼을 식별하였다. 결과에 따르면, K₂CaPO₄F:Eu²⁺의 약 660 nm 및 480 nm 근처의 발광 피크는 모두 Eu²⁺가 K 위치를 점유한 데서 기인하지만 두 피크의 전하 보상 방식은 다르다: 전자는 두 개의 배위된 F 원자가 O 원자로 치환되고, 그 중 한 O 원자와 인접한 K 원자가 Ca 원자로 대체된다; 후자는 하나의 배위된 F 원자만 O 원자로 대체된다. Rb₂CaPO₄F:Eu²⁺의 약 480 nm 근처 발광 피크는 Eu²⁺가 Rb 위치를 점유하며, 전하 보상은 두 개의 배위된 F 원자가 O 원자로 치환되고, 두 개의 O 원자와 모두 인접한 K 원자가 Ca 원자로 대체되는 방식이다. 또한 Eu²⁺ 점유 위치의 배위 환경과 전자 구조를 분석하여 발광 스펙트럼 피크 위치와의 변화를 논의하였다. 본 연구는 실험 현상을 해석할 뿐만 아니라 형광체의 발광 성능을 실험적으로 더욱 최적화하는 데 이론적 참고자료를 제공한다.

Eu²⁺ 도핑; A₂CaPO₄F(A=K, Rb); 밀도 범함수 이론 계산; 격점 점유; 발광 특성