식물 성장용 LED 조명은 식물 공장 내 작물 재배에 필요한 안정적인 광 환경을 제공합니다. 그러나 현재 이러한 조명에 사용되는 형광체의 스펙트럼 분포가 광합성에 필요한 스펙트럼과 충분히 일치하지 않는 문제가 있습니다. 본 논문에서는 다양한 양이온 격자를 가진 K₂CaPO₄F를 기지로, Eu²⁺를 활성화제로 사용하며, B³⁺와 Ba²⁺를 단계적으로 도핑하여 식물 성장 전 스펙트럼 요구에 적합한 LED 광원을 개발하였습니다. 이를 통해 가시광 전 스펙트럼 발광 범위와 붉은빛 및 푸른빛 발광 주파수가 상대 광합성 효율 곡선(Hoover 곡선)과 일치하는 형광체를 얻었으며, 상 구조, 광발광 특성 및 스펙트럼 조절 메커니즘을 체계적으로 연구하고 LED 소자 조립 및 재배 적용 실험을 수행했습니다. 초기 K₂CaPO₄F:Eu²⁺ 형광체는 490 nm 청록광과 655 nm 적색광의 이중 광대역 발광을 보이며, B³⁺ 도핑 도입 시 주로 [PO₄] 기단을 [BO₄] 구조 단위로 치환하여 격자 국부 변형을 유발하고 Eu²⁺가 [CaO₄F₂] 자리를 점유할 확률을 높여 적색광 발광 강도를 크게 향상시킵니다. B³⁺ 첨가량 x=0.15일 때 적색광은 1.69배 증가했습니다. Ba²⁺로 Ca²⁺를 치환하고 첨가량 y ≤ 0.1일 때 고용체가 형성되어 청광 발광 피크는 청색 이동하며, y ≥ 0.15일 때 K₂CaPO₄F–K₂BaPO₄F 복합상이 형성되고 440 nm에서 K₂BaPO₄F:Eu²⁺의 청광 발광 피크가 나타나 복합체 형광체의 전 스펙트럼 발광 파장 상대 세기 비 분포가 식물 성장 요구 스펙트럼과 높은 일치를 이룹니다. 최적 샘플을 식물 성장용 LED 모듈로 패키징하였으며, 발광 스펙트럼이 Hoover 곡선과 높게 일치하고 상추 재배 실험에서 해당 광원이 상추의 정상적인 성장을 보장하고 실내 재배의 광 조명 요구를 충족함을 확인했습니다.

형광체;Eu²⁺ 도핑;LED;전 스펙트럼;식물 성장등