Los LED de luz blanca actuales se logran principalmente mediante la excitación del material fosforescente amarillo YAG∶Ce³⁺ con un chip azul. Debido a la falta de suficiente componente roja en el espectro, las fuentes de luz generalmente presentan un rendimiento deficiente de reproducción del color. Por lo tanto, la aplicación de materiales fluorescentes de onda larga (> 600 nm) es especialmente importante para lograr una iluminación blanca de alta calidad con LED. Para comprender mejor el efecto de la estructura de coordinación en la banda de energía y la estructura electrónica de Ce³⁺ y guiar el diseño y desarrollo de materiales fluorescentes de onda larga dopados con iones Ce³⁺, este trabajo, utilizando cálculos de primeros principios y la teoría del funcional de la densidad (DFT) en la aproximación de gradiente generalizado (GGA), estudia en profundidad las características cristalinas y la estructura de bandas/eléctrica de los materiales fluorescentes del sistema Y‐Si‐N‐O: Y₂Si₃N₄O₃∶Ce³⁺, Y₄Si₂N₂O₇∶Ce³⁺ y Y₃Si₅N₉O∶Ce³⁺, y analiza la relación intrínseca entre la estructura cristalina, la estructura de bandas/electrónica y las propiedades de emisión de Ce³⁺ combinando resultados experimentales. Los resultados indican que para el diseño y desarrollo de materiales fluorescentes de onda larga dopados con iones Ce³⁺, se puede enfocar en seleccionar materiales oxinitruro con alto contenido de N, enlaces Ce—N cortos y estructuras de coordinación de baja simetría.

Iluminación LED; emisión de longitud de onda larga de iones Ce³⁺; cálculos de primeros principios; estructura cristalina; estructura de bandas/electrónica