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Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien

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Lynx:
Hallo zusammen,
 hab ein paar interessante Aspekte gefunden.

... Cerussit:
Anregung unter UV KW 248 nm (UVC)
Pb2+ wird kurzwellig angeregt (um 5eV, also um 248 nm, d.h. UV KW) und leuchtet dann um  2.75 eV  also rund 450 nm (1a,b).
Dazu gibt es eine Bande im UV, die mit 310 nm angegeben wird (2,3).
Da die breite Emission bei 450 nm einen weiten (aber deutlich niedrigeren) Ausläufer bis oberhalb von 650 nm hat, entspricht der gesamte Farbeindruck dann einem leicht grünlichen Gelbton (1a,b).
Diese Anregung entspricht einer Anregung der Matrix. Weil das Leuchtzentrum Pb2+ Bestandteil der Matrix (des Gitters) ist und kein Fremdeintrag, so kann dies als intrisische Lumineszenz von Cerussit: Anregung UV KW - Emission grünlich-gelbweiss betrachtet werden (1a). Sie tritt auch in synthtischen Cerussit ("Bleiweiss") auf (1a).
Cerussit kann  so auch als Szintillator d.h. als Konverter für hochenergetische Strahlung in (sichtbares) Licht genutzt werden (4,5).
Im übrigen existiert dieser Mechanismus auch für Hydrocerussit, wobei dort die Pb2+-Emission dann bei rund 600 nm (orangerot) auftritt (1a).

Anregung unter UV LW 365 nm
Hier wird nicht das Pb2+ Ion als Emitter gehandelt, sondern Defektzentren. Die zugehörige Emission hat ihr Maximum bei 530 nm und erstreckt sich breit und relativ intensiv bis weit über 650 nm (1a). Im visuellen Gesamteindruck entspricht dies gelb.

Weitere Anregungen/Emissionen
Auch Seltenerd-Emissionen wurden in Cerussit beobachtet (6)


Weitere Bleimineralien
Für Anglesit und andere Bleimineralien könnte ähnliches angenommen werden (7,8).

(1a) Gonzalez, V. (2016). Caractérisation micro-structurale et luminescence des carbonates de plomb: apport à la discrimination des pigments blancs de plomb des œuvres peintes . Thesis: Université Pierre et Marie Curie, Paris. Download .pdf
(1b) Gonzalez, V., Gourier, D., Calligaro, T., Toussaint, K., Wallez, G., & Menu, M. (2017). Revealing the origin and history of lead-white pigments by their photoluminescence properties. Analytical chemistry, 89(5), 2909-2918.
(2) Kamenskikh, I. A., Kirm, M., Kolobanov, V. N., Mikhailin, V. V., Orekhanov, P. A., Shpinkov, I. N., ... & Zimmerer, G. (2001). Optical properties and luminescence centres of lead tungstate, sulphate and carbonate. Radiation effects and defects in solids, 154(3-4), 307-311.
(3) Crespo-Feo, E., Hernandez-Ferreiros, P., Garcia-Guinea, J., & Correcher, V. (2011, May). Effects of the Tectonic Stress on Luminescence of Cerussite PbCO3. In Micro-Raman Spectroscopy and Luminescence Studies in the Earth and Planetary Sciences (CORALS II) (Vol. 1616, p. 22).
(4) Moses, W. W., & Derenzo, S. E. (1990). Lead carbonate, a new fast, heavy scintillator. IEEE Transactions on Nuclear Science, 37(2), 96-100.
(5) Moses, W. W., Derenzo, S. E., Levy, P. W., & Kierstead, J. A. (1991). Further measurements of the scintillation properties of lead carbonate. IEEE transactions on nuclear science, 38(2), 648-653.
(6) Gaft, M., Reisfeld, R., & Panczer, G. (2015). Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. 2nd ed. Springer.

(7) Zadneprovski, B. I., Kamenskikh, I. A., Kolobanov, V. N., Mikhailin, V. V., Shpinkov, I. N., & Kirm, M. (2004). Gel growth, luminescence, and scintillation of PbSO 4 crystals. Inorganic materials, 40(7), 735-739.
(8) Kamenskikh, I. A., Kirm, M., Kolobanov, V. N., Mikhailin, V. V., Orekhanov, P. A., Shpinkov, I. N., ... & Zimmerer, G. (2001). Optical properties and luminescence centres of lead tungstate, sulphate and carbonate. Radiation effects and defects in solids, 154(3-4), 307-311.


EDIT: Informationen im Mineralienportrait Cerussit eingebunden. lynx, 28.12.2021

Lynx:
Hallo zusammen

Heute habe ich ein paar Bilder von synthetischen Materialien, die lumineszieren. Bei allen Fotos habe ich mich um Farbtreue bemüht - meist auf Kosten des korrekten EIndrucks der Helligkeit. Das Auge deckt wohl einen wesentlich größeren Dynamikbereich ab, als der Sensor einer Kamera.

Warmweiße LED
Da ist zum einen die warmweiße LED-Birne mit vielen aufgebrachten LED-Chips. Diese LED Chips leuchten blau. Ihr Licht regt die aufgebrachte Konverterschicht aus einem Leuchtstoffmix in Trägerpolymer zum Leuchten an. Typischerweise nutzt man in dieser Konverterschicht anorganische Leuchtstoffe, die gelb emittieren (wie Cer dotierte Yttrium-Aluminium Granate YAG:Ce oder ähnliche Granate) zusammen mit rot leuchtendem Pigment für die feine Farbabstimmung, In Summe ergibt Blau+Gelb soetwas wie Weiß und mit dem Rot-Anteil wird dann der Farbeindruck von Kalt nach Warmweiß geschoben.
Anorganische Pigmente werden verwendet, damit diese Farbstoffe thermisch und chemisch möglichst langzeitstabil sind.
Moderne LED-Systeme nutzen mittlerweile nitridische Pigmente (bzw. Oxinitride) und versuchen, möglichst wenig Seltenerdmetalle einzusetzen.

Im Foto wird die LED-Birne von links mit Weißlicht und von rechts mit UV (365 nm) beleuchtet. Während links der Farbeindruck von Remission dominiert wird sieht man rechts die Lumineszenz der Konverterschicht.

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Lynx:
Servus zusammen,


Calcit und Aragonit
Eine Gruppe Calcite von der Halde Schacht 139 (Abrahamhalde) bei Lauta leuchtet intensiv rot unter UV-Beleuchtung (LW 365 nm, gefiltert).  Bildbreite 17 mm und ein einzelner Kristall als Detailansicht (BB 3.4mm).
Dem setzte ich einen weißlich lumineszierenden Aragonit vom Großtagebau Kamsdorf gegenüber. Er leuchtet über Sekunden grünlich-gelb nach, fotografieren konnte ich das leider nicht. BB 12.6 mm.

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Uwe Kolitsch:
Fluoreszieren die (blass-)violetten Apatite von Ehrenfriedersdorf auch?

Bode:
Hallo Martin,
super die UV Aufnahmen, mit was für einen Filter arbeitest Du? Ich möchte mir den B+W 093 zulegen, habe aber noch keine Erfahrungsberichte gelesen ausser den 403er aber den bekommt man ja nicht mehr.

Viele Grüße
Georg

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