Современные белые светодиоды в основном реализуются за счёт возбуждения желтого свечения YAG∶Ce³⁺ синими светодиодными чипами. Из-за недостаточного количества красной составляющей в спектре, светильники часто имеют ограниченную цветопередачу. Поэтому применение длинноволновых люминесцентных материалов (> 600 нм) особенно важно для создания высококачественного белого светодиодного освещения. Для более глубокого понимания влияния координационной структуры на энергетические уровни/электронную структуру Ce³⁺, а также для руководства разработкой длинноволновых люминесцентных материалов с допированием ионами Ce³⁺, в данной работе с помощью первых принципов и теории функционала плотности (DFT) в обобщённом градиентном приближении (GGA) проведено исследование кристаллических и энергетических/электронных структур материалов системы Y‐Si‐N‐O, таких как Y₂Si₃N₄O₃∶Ce³⁺, Y₄Si₂N₂O₇∶Ce³⁺ и Y₃Si₅N₉O∶Ce³⁺, а также проведён анализ внутренней связи между кристаллической структурой, энергетическими уровнями/электронной структурой и световыми характеристиками Ce³⁺ на основе экспериментальных данных. Результаты показывают, что при разработке длинноволновых люминесцентных материалов с ионами Ce³⁺ стоит уделять внимание оксидным нитридам с высоким содержанием азота, короткой связью Ce—N и низкосимметричной координационной структурой.

Светодиодное освещение; длинноволновое излучение ионов Ce³⁺; расчёты первых принципов; кристаллическая структура; энергетическая/электронная структура