광색 조절이 가능한 형광 분말은 건강 조명, 형광 위조 방지, 광학 온도 측정 등 분야에서 중요한 응용 가치를 지닌다. 본 논문은 청록색 조절이 가능한 Ca₃Ga₄O₉∶Tb³⁺ 형광 분말을 기반으로, 적색 발광이 가능한 Eu³⁺ 이 도핑된 Ca₂.₉₈-ₓGa₄O₉∶0.02Tb³⁺, ₓEu³⁺ 형광 분말 계열을 설계·합성하여 녹색에서 적색으로 연속적인 광색 조절을 실현하였다. Eu³⁺ 도핑 농도가 ₓ=0.01에서 ₓ=0.09로 증가함에 따라 Tb³⁺→Eu³⁺ 에너지 전달 효율은 20%에서 90.8%로 증가하였고, 색온도는 6,083 K에서 1,750 K로 감소하였다. 계산 결과 및 에너지 준위 분석 결과 Tb³⁺→Eu³⁺ 에너지 전달은 쌍극자-쌍극자 상호작용과 교차 이완 과정에 의한 것임을 밝혔다. Ca₂.₉₆Ga₄O₉∶0.02Tb³⁺, 0.02Eu³⁺ 형광 분말은 398 K 온도에서 Tb³⁺ 및 Eu³⁺ 발광 세기가 각각 298 K에서의 발광 세기의 46.6% 및 49.8%를 유지하였으며, 두 활성 이온의 열 안정성은 유사함을 나타낸다. 본 연구 결과는 신형 자외선 여기 광색 조절 가능 형광 분말 개발에 있어 일정한 지침 및 참고가 된다.

형광 분말; Tb³⁺/Eu³⁺ 도핑; 광색 조절; 에너지 전달