Les LED à lumière blanche actuelles sont principalement réalisées par excitation d'un matériau phosphorescent jaune YAG∶Ce³⁺ avec une puce bleu, mais en raison du manque de composantes rouges dans le spectre, la source lumineuse présente souvent une mauvaise performance en rendu des couleurs. Par conséquent, l'utilisation de matériaux phosphorescents à longue longueur d'onde (> 600 nm) est particulièrement importante pour réaliser un éclairage LED blanc de haute qualité. Afin de mieux comprendre les effets de la structure de coordination sur la bande d'énergie et la structure électronique de Ce³⁺, et de guider la conception et le développement de matériaux phosphorescents à longue longueur d'onde dopés aux ions Ce³⁺, cette étude utilise le calcul ab initio basé sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) avec l'approximation du gradient généralisé (GGA) pour investiguer en profondeur les propriétés cristallines et la structure bande/électronique des matériaux phosphorescents du système Y‐Si‐N‐O : Y₂Si₃N₄O₃∶Ce³⁺, Y₄Si₂N₂O₇∶Ce³⁺, et Y₃Si₅N₉O∶Ce³⁺. L'analyse de la relation intrinsèque entre la structure cristalline, la structure bande/électronique et les propriétés d'émission de Ce³⁺ est réalisée en combinant les résultats expérimentaux. Les résultats montrent que pour le développement de matériaux phosphorescents à longue longueur d'onde dopés aux ions Ce³⁺, la sélection peut se concentrer sur des oxynitrures avec une haute teneur en N, des liaisons Ce—N courtes et des structures de coordination à faible symétrie.

Éclairage LED; émission longue longueur d'onde des ions Ce³⁺; calculs ab initio; structure cristalline; structure bande/électronique