Atualmente, os LEDs de luz branca são principalmente realizados por meio da excitação do material fluorescente amarelo YAG∶Ce³⁺ usando um chip azul. Devido à falta de componente vermelha suficiente no espectro, as fontes de luz geralmente apresentam desempenho ruim na reprodução de cores. Portanto, a aplicação de materiais fluorescentes de onda longa (> 600 nm) é especialmente importante para a realização de iluminação LED branca de alta qualidade. Para compreender melhor o efeito da estrutura de coordenação na banda de energia/estrutura eletrônica do Ce³⁺ e orientar o design e desenvolvimento de materiais fluorescentes de onda longa dopados com íons Ce³⁺, este trabalho utiliza cálculos de primeiros princípios com a teoria do funcional da densidade (DFT) na aproximação de gradiente generalizado (GGA) para estudar profundamente as características cristalinas e a estrutura de banda/eletrônica dos materiais fluorescentes do sistema Y‐Si‐N‐O: Y₂Si₃N₄O₃∶Ce³⁺, Y₄Si₂N₂O₇∶Ce³⁺ e Y₃Si₅N₉O∶Ce³⁺, e analisa a relação intrínseca entre a estrutura cristalina, a estrutura de banda/eletrônica e as propriedades de emissão de Ce³⁺ combinando resultados experimentais. Os resultados indicam que para o design e desenvolvimento de materiais fluorescentes de onda longa dopados com íons Ce³⁺, pode-se focar na seleção de materiais oxinitretos com alto teor de N, ligações Ce—N curtas e estruturas de coordenação de baixa simetria.

Iluminação LED; emissão de comprimento de onda longo de íons Ce³⁺; cálculos de primeiros princípios; estrutura cristalina; estrutura de banda/eletrônica