$\beta$-SiAlON:Eu$^{2+}$ 绿色磷光体中 Eu 间隙的微环境

关于 $\beta$-Si$_{6-z}$Al$_z$O$_z$N$_{8-z}$:Eu$^{2+}$ 商业绿色磷光体中 Eu$^{2+}$ 激活器周围精确的原子尺度结构尚不清楚。我们采用第一性原理 $\Delta$SCF 激发态方法、对原子常数 supercell 最高可达 3501 原子的嵌入式方法，以及 Huang-Rhys 理论来阐明此问题。采用蒙特卡洛探索识别代表性低能结构模型，spanning 不同 Al/O 浓度 $z$ 水平。在低 $z$ 水平的最低能结构中，我们计算得到的光致发光光谱在 6~K 时与实验振动峰具有优秀的峰位和强度一致，验证了 Eu-N$_9$ 配位模型，Al、O 和 Eu 被限制在相同的晶轴平面上。分析低能结构揭示，电子-声子耦合较弱($S \approx 2.15$)，且在不同 Al/O 排列下保持稳健的特征声子信号，这解释了为何在 $z$ 增加时仍能保持分辨的声子复制品。我们通过系统性趋势解释了实验观察到的随 $z$ 增加而红移的发射：包括零光谱线能量的变化、Huang-Rhys 因子的适度增加，以及更高组成下的更大的构象多样性。