Abstract A series of Sm3+:LiGd(WO4)2 phosphors with various concentrations of Sm3+ was prepared by the Pechini sol-gel method. The X-ray diffraction pattern of pure and Sm3+:LiGd(WO4)2 samples show the formation of LGW compound with tetragonal phase and a noticeable peaks shift toward lower angle with increasing Sm3+ concentration. The particles were of size 1–2 μm with irregular spherical and rectangular-like mixed morphology were witnessed from the scanning electron microscopy (SEM). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) spectrum of the doped sample depicts the presence of all the elements in the Sm3+ doped LiGd(WO4)2 compound. Board band excitation for CTB and the number of sharp excitation peaks for f-f transition were observed in excitation spectra. The emission spectra show sharp peaks at 562, 606, 645 and 701 nm due to transition from sm3+ ions. The optimal dopant concentration of Sm3+ ions and its critical distance in LiGd(WO4)2 matrix was calculated to be x = 0.01 and 3.0 nm for intense emission peak at 645 nm that corresponds to 4G5/2 → 6H9/2 transition of Sm3+ ions. The type of energy transfer interaction among Sm3+ was found as electric dipole-dipole interaction using the Dexter theory. CIE coordinates and color purity (CP) for reddish-orange emission of the Sm3+:LiGd(WO4)2 phosphors was determined to be (0.568, 0.425) and 82.4%, respectively. The observed properties of Sm3+:LiGd(WO4)2 proves its potential application for near UV based light-emitting diodes and optical display devices.

中文翻译：

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高色纯度Sm3+掺杂LiGd(WO4)2荧光粉的合成及光致发光性能

摘要 采用Pechini sol-gel法制备了一系列不同浓度Sm3+的Sm3+:LiGd(WO4)2荧光粉。纯样品和 Sm3+:LiGd(WO4)2 样品的 X 射线衍射图表明形成了四方相的 LGW 化合物，并且随着 Sm3+ 浓度的增加，明显的峰向较低角度移动。扫描电子显微镜（SEM）观察到颗粒大小为 1-2 μm，具有不规则的球形和类矩形混合形态。掺杂样品的 X 射线光电子能谱 (XPS) 光谱描述了 Sm3+ 掺杂的 LiGd(WO4)2 化合物中所有元素的存在。在激发光谱中观察到 CTB 的板带激发和 ff 跃迁的尖锐激发峰的数量。发射光谱在 562、606、由于 sm3+ 离子的跃迁，波长为 645 和 701 nm。Sm3+ 离子的最佳掺杂浓度及其在 LiGd(WO4)2 基质中的临界距离计算为 x = 0.01 和 3.0 nm，对于 645 nm 处的强发射峰，对应于 Sm3+ 离子的 4G5/2 → 6H9/2 跃迁。使用德克斯特理论发现 Sm3+ 之间的能量转移相互作用类型为电偶极-偶极相互作用。Sm3+:LiGd(WO4)2 荧光粉的红橙色发射的 CIE 坐标和色纯度 (CP) 分别测定为 (0.568, 0.425) 和 82.4%。观察到的 Sm3+:LiGd(WO4)2 特性证明了其在基于近紫外的发光二极管和光学显示设备中的潜在应用。0 nm 表示 645 nm 处的强发射峰，对应于 Sm3+ 离子的 4G5/2 → 6H9/2 跃迁。使用德克斯特理论发现 Sm3+ 之间的能量转移相互作用类型为电偶极-偶极相互作用。Sm3+:LiGd(WO4)2 荧光粉的红橙色发射的 CIE 坐标和色纯度 (CP) 分别测定为 (0.568, 0.425) 和 82.4%。观察到的 Sm3+:LiGd(WO4)2 特性证明了其在基于近紫外的发光二极管和光学显示设备中的潜在应用。0 nm 表示 645 nm 处的强发射峰，对应于 Sm3+ 离子的 4G5/2 → 6H9/2 跃迁。使用德克斯特理论发现 Sm3+ 之间的能量转移相互作用类型为电偶极-偶极相互作用。Sm3+:LiGd(WO4)2 荧光粉的红橙色发射的 CIE 坐标和色纯度 (CP) 分别测定为 (0.568, 0.425) 和 82.4%。观察到的 Sm3+:LiGd(WO4)2 特性证明了其在基于近紫外的发光二极管和光学显示设备中的潜在应用。568、0.425) 和 82.4%。观察到的 Sm3+:LiGd(WO4)2 特性证明了其在基于近紫外的发光二极管和光学显示设备中的潜在应用。568、0.425) 和 82.4%。观察到的 Sm3+:LiGd(WO4)2 特性证明了其在基于近紫外的发光二极管和光学显示设备中的潜在应用。