Aktuelle weiße LEDs werden hauptsächlich durch die Anregung des gelben Leuchtstoffs YAG∶Ce³⁺ mit blauen Chips realisiert. Aufgrund des Mangels an ausreichenden roten Spektralanteilen weisen Lichtquellen oft eine schlechte Farbwiedergabe auf. Daher ist die Anwendung von langwelligen Leuchtstoffen (> 600 nm) besonders wichtig für die Realisierung von hochwertiger weißer LED-Beleuchtung. Um den Einfluss der Koordinationsstruktur auf das Energieniveau/die elektronische Struktur von Ce³⁺ besser zu verstehen und die Entwicklung von langwelligen Leuchtstoffen mit Ce³⁺-Dotierung zu steuern, wurden in dieser Arbeit durch Erster-Prinzip-Berechnungen mit der Dichtefunktionaltheorie (DFT) im verallgemeinerten Gradienten-Approximation (GGA) die Kristall- sowie Band-/Elektronenstruktureigenschaften von Y‐Si‐N‐O-System-Lumineszenzmaterialien Y₂Si₃N₄O₃∶Ce³⁺, Y₄Si₂N₂O₇∶Ce³⁺ und Y₃Si₅N₉O∶Ce³⁺ eingehend untersucht und in Kombination mit experimentellen Testergebnissen die innere Beziehung zwischen Kristall- und Band-/Elektronenstruktur und der Lumineszenz von Ce³⁺ analysiert. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass bei der Entwicklung langwelliger Leuchtstoffe mit Ce³⁺-Dotierung besonders Oxynitride mit hohem N-Gehalt, kurzer Ce—N-Koordination und niedrigsymmetrischer Koordinationsstruktur berücksichtigt werden sollten.

LED-Beleuchtung; langwellige Emission von Ce³⁺-Ionen; Erstprinzipberechnungen; Kristallstruktur; Band-/Elektronenstruktur