由于发光效率高及热稳定性相对较好，钇铝石榴石荧光粉是白光LED器件封装中应用最多的荧光粉。采用该荧光粉的LED白光是冷色光，舒适感较差。为了使LED发光颜色从冷光向暖色光转变，目前常用的方法是在钇铝石榴石荧光粉中用钆离子取代钇离子，使荧光粉发射波长红移，达到降低色温、提高显色指数的效果。但钆离子取代钇离子后会造成发光效率下降以及热稳定性变差。对于这种现象，长期以来经典位型坐标模型和分子轨道杂化理论无法合理解释。
陈雷及其课题组结合电子能带结构、电子态密度和电荷差分密度理论计算，从刚性结构中的电子云挤压变形角度，对Gd离子取代造成的光谱红移、强度下降和热稳定性变差的本征机制给出了一种全新解释：由于Gd离子半径较大，在钇铝石榴石刚性结构中会造成电子云挤压变形，晶体场增强、电子有效质量减轻、电子铺展能级范围扩大和带隙减小，导致发光效率下降与热稳定性降低。
这一理论不仅科学地解释了Gd取代后的钇铝石榴石荧光粉发光现象，还对开发新型刚性结构荧光材料具有重要指导意义。“根据这一理论建立的模型，未来还可以指导开发具有特定色泽的人造宝石晶体，并赋予更加绚丽多彩的颜色，例如各种人造钻石、蓝宝石和红宝石等。”陈雷介绍。
