Mineralienatlas - Fossilienatlas

Mineralien / Minerals / Minerales => Fluoreszenz, Lumineszenz / Fluorescence, Luminescence => Thema gestartet von: Lynx am 30 Apr 20, 15:29

Titel: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 Apr 20, 15:29
Hallo zusammen,

in diesem Thread wollte ich vorschlagen, Bilder lumineszierender Mineralien zusammenzutragen. Vielleicht mit kurzer Beschreibung, was zu sehen ist. Vielleicht mit Literaturhinweis, vielleicht mit kurzem Statement zur Technik, vielleicht auch einmal ein Spektrum-

Viele Grüße,
Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Leuchtende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 Apr 20, 15:56
Haüyn

Das Mineral mit der Chemie Na3Ca(Si3Al3)O12(SO4) gehört zur Sodalith-Gruppe. Die Mitglieder dieser Gruppe sind für ihre Lumineszenz bekannt. Dabei erscheint es zunächst erstaunlich, dass ein blaues Mineral  orange leuchtet. Dabei liegt das Emissionsmaximum der breiten Lumineszenz um 630 nm (1,2). Das Absorptionspektrum (3) wiederum zeigt eine starke und breite Bande bei 600 nm  während umgekehrt minimale Absorption bei 470 nm vorliegt: gelb, grün und orange wird von Haüyn absorbiert, während blau reflektiert wird. In Konsequenz erscheint der Kristall bei Tageslicht deshalb blau.
Als Leuchtzentren agiert S2-. Es handelt sich also nicht um die Lumineszenz eines Fremdions, auch wenn in der Sodalith-Gruppe Lumineszenzen von Fremdionen auftreten können (2).
Gruß, Martin

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1587227872.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1587227872.jpg)     (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1587227601.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1587227601.jpg)

Bilder. Hauyn unter 365 nm gefilterter Anregung und im Weißlicht.


Literatur:
(1) Sidike, A., Sawuti, A., Wang, X. M., Zhu, H. J., Kobayashi, S., Kusachi, I., & Yamashita, N. (2007). Fine structure in photoluminescence spectrum of S 2− center in sodalite. Physics and Chemistry of Minerals, 34(7), 477-4.
(2) Gaft, M., Reisfeld, R., & Panczer, G. (2015). Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. Springer. Sodalithgruppe siehe S. 181 ff.
(3) Kiefert, L., & Hänni, H. A. (2000). Gem-quality haüyne from the Eifel district, Germany. Gems and Gemmology, 36, 246-253.

Siehe auch Hauyn bei fluomin.org (http://www.fluomin.org/uk/fiche.php?id=386&name=HAUYNE)
Titel: Re: Mineralienbilder: Leuchtende Mineralien
Beitrag von: oliverOliver am 30 Apr 20, 19:46
hallo Martin.
dieser fachlich fundierte und äußerst informative Beitrag wäre m.E. doch beinahe als Lexikon-Beitrag besser aufgehoben denn als Forums-Posting - müssten wir nur überlegen, wo das passend unterzubringen wäre.
Entweder direkt beim Hauyn? Oder als Untersparte bei Lumineszenz? Da müsst ich mir erst anschaun wie die Lumineszenz-Lexikonseite strukturiert ist ...
Titel: Re: Mineralienbilder: Leuchtende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 Apr 20, 20:07
Hallo Oliver.
Ziel ist langfristig ein Lexikon Beitrag zu lumineszenzten Mineralien. Aber so schnell bin ich nicht - und ich würde mich freuen, wenn noch mehr Leute beitragen. Daher der Thread, quasi als kontinuierliches (Ideen-) Sammeln.
Nicht jeder Beitrag wird-soll-muss so sein...
Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Leuchtende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 Apr 20, 23:47
Zum Vergleich mit dem Hauyn von oben hier noch Sodalith vom Mont Saint-Hilaire, fotografiert von Stefan (skibbo).
Gruß, Martin

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1554981536.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1554981536.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: oliverOliver am 01 May 20, 12:29
Zitat
Daher der Thread, quasi als kontinuierliches (Ideen-) Sammeln.

hab ich fast so vermutet - gute Idee!  :D
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Josef 84,55 am 01 May 20, 13:34
Hallo Martin,

ich habe 2012 mal dieses Bildpaar gemacht:

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588331993.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588331993.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588332299.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588332299.jpg)

Grüße Josef
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Embarak am 01 May 20, 14:57
Hallo,

@Martin, Der thread ist eine interessante Idee. Bin gespannt, was da noch kommt.

Zum Einstieg eine Kombination von Powellit, Apophyllit und Stilbit, auf den ersten Blick nicht so leicht zu unterscheiden;
alle 3 mehr oder weniger lachsfarben. Erst unter lang- und kurzwelligem UV-Licht ist der Powellit deutlich identifizierbar.
Im Lexikon als Satellitenbilder verknüpft. Bilder von 2018. Powellit bei Fluomin (http://www.fluomin.org/uk/fiche.php?id=619).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1544828565.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1544828565.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1544828682.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1544828682.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1544828626.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1544828626.jpg)


Weiter geht's mit einem interessanten Effekt mit dem englischen Begriff tenebrescence, was reversiblen Photochromismus beschreibt.

Dieser Hackmanit aus dem Koksha-Tal in Afghanistan ist bei Tageslicht eher rosa, ist unter langwelligem UV-Licht orange-rot,
erscheint aber nach längerer UV-Bestrahlung bei Tageslicht violett. Diese Färbung hält mehrere Minuten an und verändert sich danach wieder zu rosa.
Der Vorgang ist beliebig wiederholbar. Im Lexikon als Satellitenbilder verknüpft. Bilder von 2011. Hackmanit bei Fluomin (http://www.fluomin.org/uk/fiche.php?id=815).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1324422205.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1324422205.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1324422327.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1324422327.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1324422428.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1324422428.jpg)

Norbert

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: uwe am 01 May 20, 15:25
Hier mal ein Mineral, welches man ausschließlich unter UV-Licht sieht: Malayait-

Gruß
Uwe
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 01 May 20, 17:36
Hallo zusammen,

vielen Dank Josef, Norbert und Uwe für Eure Beiträge :-)

Weiter so!

Gruß,
Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: oliverOliver am 01 May 20, 17:40
hallo Uwe,
das Foto wär was fürs Lexikon - da gibt es erst 3 Malayait-Bilder!
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 01 May 20, 18:18
@Smaragd Be3(Al,Cr)2Si6O18

Im Smaragd ist Chrom das farbgebenden Ionen (1,2,3). Beryll kann allerdings auch durch Vanadiumionen grün gefärbt sein, bei der Varietät Heliodor übernimmt Fe3+ die Rolle und bei Aquamarin ist es die Kombination aus Fe2+/Fe3+.

Im Smaragd nimmt Cr3+ den Platz von Al3+ ein, wobei das Cr3+ die tiefrote Lumineszenz (Emission um 680 nm /682 nm, Chrom-R-Linien) liefert  - wie bei Rubin (chromdotiertes Aluminiumoxid Al2O3:Cr)). Das Anregungsspektrum zeigt mehrere breite Bande: im UV, um 440 nm sowie um 600 nm.

Details des Lumineszenzverhaltens hängen unter anderm auch vom Gehalt an Eisen, Vanadium oder andern Fremdionen sowie von der Cr-Konzentration ab (1,4). Im Übrigen liefert Fe3+ in Beryll eine breite Bande bei 720 nm und Mn2+ schmale Banden bei 480 und 570 nm (1).
Spektroskopische Untersuchungen können helfen den Ursprung eines Smaragds einzugrenzen (auch hinsichtlich natürlicher oder synthetischer Entstehung), da unterschiedliche, regional typische Einflüsse die Lumineszenzbanden verändern (5,6).

(1) Gaft, M., Reisfeld, R., & Panczer, G. (2015). Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. Springer. Beryll: S. 147 ff.
(2) Ohkura, H., Hashimoto, H., Mori, Y., Chiba, Y., & Isotani, S. (1987). The luminescence and ESR of a synthetic emerald and the natural ones mined from Santa Terezinha in Brazil. Japanese journal of applied physics, 26(9R), 1422.
(3) Moroz, I., Roth, M., Boudeulle, M., & Panczer, G. (2000). Raman microspectroscopy and fluorescence of emeralds from various deposits. Journal of Raman Spectroscopy, 31(6), 485-490.
(4) Ollier, N., Fuchs, Y., Cavani, O., Horn, A. H., & Rossano, S. (2015). Influence of impurities on Cr3+ luminescence properties in Brazilian emerald and alexandrite. European Journal of Mineralogy, 27(6), 783-792.
(5) Thompson, D. B., Kidd, J. D., Åström, M., Scarani, A., & Smith, C. P. (2014). A Comparison of R-line Photoluminescence of Emeralds from Different Origins. Journal of Gemmology, 34(4).
(6) Karampelas, S., Al-Shaybani, B., Mohamed, F., Sangsawong, S., & Al-Alawi, A. (2019). Emeralds from the Most Important Occurrences: Chemical and Spectroscopic Data. Minerals, 9(9), 561.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 01 May 20, 18:47
@Hackmanit Na8Al6Si6O24(Cl2,S) Var. von Sodalith

Das photochrome Verhalten von Hackmanit(1) (photochrom: Farbänderung aufgrund von Bestrahlung mit Licht) beruht auf einem Mechanismus, der dem von Thermolumineszenz und persistenter Lumineszenz (Nachleuchten) ähnelt. Durch die Bestrahlung mit Licht (bei Hackmanit UV) werden Ladungsträger (Elektronen) in einen Defektzustand gehoben, in dem sie metastabil gefangen sind (es handelt sich in Festkörpern i.d.R. nicht um Triplettzustände eines Leuchtzentrums sondern um Grundzustände von Fremdionen/Fehlstellen). Durch die Reduktion des Defektzustands entsteht ein Farbzentrum, das zu einem veränderten Absorptionsverhalten des Festkörpers (hier: des Hackmanits) führt. Nachdem dieser reduzierte Defektzustand gegenüber Energiezufuhr (Erwärmen, evtl. auch Belichten bei anderer Wellenlänge) nur metastabil ist, bleicht die Verfärbung mit der Zeit wieder aus.

Je nachdem, was für ein System vorliegt, kann die photochrome Farbänderung bei Raumtemperatur mehr oder weniger stabil sein:
Stabile Farbänderung bedeutet, dass die Fallenzustände einen großen Abstand vom Leitungsband haben und wenige (keine) "alternativen" Relaxationsmechanismen wie Energietransferreaktionen zugänglich sind. Die Farbänderung ist dann stabil (bei Raumtemperatur). 
Bei einer reversiblen Photochromie läuft der Relaxationsprozess in der Regel thermisch getrieben "für das menschliche Auge sichtbar schneller" ab.
Physikalisch lässt sich die Trennung reversibel/irreversibel bei Festkörper-Photochromie schwer fassen: die Zeit, die es braucht bis der Effekt bleicht, kann von Sekunden bis vermutlich Jahrtausenden reichen. Und durch externe Energiezufuhr erreicht man of tirgendwann den Ausgangszustand wieder - vielleicht ist dann aber der Festkörper doch schon im Phasenübergang. Dann wäre die Photochromie eher irreversibel....


(1) Vuori, S. (2019). Synthetic hackmanites as detection materials for ionizing radiation. Thesis, University of Turku.
(2) Carvalho, J. M., Norrbo, I., Ando, R. A., Brito, H. F., Fantini, M. C., & Lastusaari, M. (2018). Fast, low-cost preparation of hackmanite minerals with reversible photochromic behavior using a microwave-assisted structure-conversion method. Chemical communications, 54(53), 7326-7329.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bode am 01 May 20, 21:14
Hallo

Hier mein erstes Stück aus Südfrankreich das ich durch Zufall mit UV Licht angeleuchtet hatte.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588359256.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588359256.jpg),(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588359815.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588359815.jpg)

Ich habe darauf hin fast 1000 Stücke durchgesehen aber dieses ist einzigartig. Weitere Aufnahmen folgen.

Viele Grüße
Georg Bode
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bode am 02 May 20, 19:46
Hier noch drei Stücke vom selben Fundort.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588439708.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588439708.jpg),(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588439982.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588439982.jpg);
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588440299.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588440299.jpg),(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588440476.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588440476.jpg);
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588440690.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588440690.jpg),(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588441029.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588441029.jpg)

Viele Grüße

Georg Bode
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Axinit am 02 May 20, 20:19
Servus,

die Septarien aus Callov bzw. Oxford-Sedimenten (wie die von Dir gezeigten) enthalten oft komplexe Gemische aus Kohlenwasserstoffen/Heterocyclen. Diese sind z. T. als Minerale anerkannt, z. T. nur unter Trivialnahmen bekannt.

Viele dieser Verbindungen, insbesondere die hoehermolekularen Vertreter, koennen ausgepraegte Lumineszenz zeigen.

Es ist natuerlich auch moeglich, dass diese teilweise recht fluechtigen Substanzen nicht mehr vorhanden sind. Uebrig bleiben dann nur die Verbindungen mit niedrig(er)em Dampfdruck.

Diese koennen durchaus auch in Kristalle eingebaut werden.

GA

Harald
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bode am 02 May 20, 20:52
Hallo Harald,

mir waren die Kohlewasserstoffe bekannt. Beim Aufschlagen oder brechen der Septarien kam es immer wieder zum auslaufen von Petroleum, vor allem im Bereich Rémuzat. Auffallend ist, dass gerade in diesem Bereich aber fast keine Einschlüße in den Quarzen sind.
Hier noch ein Stück aus St. Genis mit einer Libelle und schwimmender Gasblase

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588445213.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588445213.jpg),(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588445460.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588445460.jpg)

Viele Grüße

Georg
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: uwe am 03 May 20, 10:12
Fluoreszierender Fluorit ist ja nun nichts besonderes. Die Fluoreszenz sollte allerdings blau/violett sein - oder? Ich habe einen Fluorit aus Derbyshire welcher weißlichgelb fluoresziert und das nur an den Kanten. Ich hänge mal ein Bild unter UV LW an. Die violetten Stellen auf dem UV-Bild sind keine Fluoreszenz sondern die Spiegelung der Lampe, welche nur der Sensor der Kamera "sieht". Da ich auf Grund der Lichtverhältnisse mit meinem lichtstarken Festbrennweite-Objektiv aufgenommen habe ist die Tiefenschärfe nicht befriedigend, aber für die Darstellung des Fluoreszenzeffektes ausreichend. Als Beweis, daß ich es auch besser kann, zusätzlich ein Bild der Orginalstufe in besserer Qualität.

Kennt jemand diesen Effekt der Derbyshire-Fluorite auch?

Gruß
Uwe
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 05 May 20, 17:53
Hallo zusammen

zu Fluorit (einiges hatte ich schon im  Mineraliensteckbrief von Fluorit (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Fluorit) geschrieben):

Die  typische blaue Lumineszenz von Fluorit wird durch zweiwertiges Europium Eu2+ emittiert(+,1-4).   Eu2+ ersetzt dabei das etwa gleich große und gleichwertige Ca-Ion. Der leuchtende Übergang im Eu2+ ist ein (Spin-)erlaubter Übergang mit zwei Konsequenzen:

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588691068.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588691068.jpg)

Letztlich ist diese blaue Lumineszenz so stark, dass sie alle anderen möglichen Beiträge überdeckt - es sei denn, der Fluorit enthält deutlich weniger Europium als üblich. In diesem Fall sieht man dann auch die anderen Beiträge(1, S.58). Nachdem der Europium-Gehalt für eine Fundregion durchaus typisch sein kann - vgl. z.B. (5) und auch das Stichwort Eu-Anomalie/Eu-anomaly - gibt es dann von manchen Fundstellen Fluorite, die nicht blau, sondern z.B. gelb (der von Uwe) oder rot leuchten (siehe z.B. Georgs Bild).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1500227631.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1500227631.jpg)

Im allgemeinen Fall ist die Lumineszenz von Fluorit vorallem mit der von Setenerd-Ionen verknüpft. Als Leuchtzentren für gelbe Lumineszenz(6) kommen Dy3+, für gelb-grüne Yb2+, für orange Sm3+ und für grüne Er3+ als wohl häufigste Verursacher in Frage(2,3,6).

Vielleicht hat jemand noch Bilder nicht-blau leuchtender Fluorite. Wer kann beitragen? :-)

Grüße, Martin

(+) Leider wird an manchen Stellen im Internet als Verursacher der blauen Lumineszenz Erbium Er3+ genannt - z.B. bei Mindat und auch in unserem Mineralienportrait zu Fluorit. Er3+ leuchtet in CaF2 grün (und im NIR). Vermutlich handelt es sich bei dieser kleinen Ungenauigkeit um einen Übertragungsfehler...

(1) Gaft, M., Reisfeld, R., & Panczer, G. (2015). Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. 2nd ed. Springer.
(2) Czaja, M., Bodył-Gajowska, S., Lisiecki, R., Meijerink, A., & Mazurak, Z. (2012). The luminescence properties of rare-earth ions in natural fluorite. Physics and Chemistry of Minerals, 39(8), 639-648 zum .pdf (https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00269-012-0518-8.pdf).
(3) Sidike, A., Lee, K. H., Kusachi, I., & Yamashita, N. (2000). Photoluminescence properties of a natural fluorite. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 95(8), 228-235. zum .pdf (https://www.jstage.jst.go.jp/article/jmps/95/8/95_8_228/_pdf)
(4) für synth. CaF2:Eu2+ siehe z.B. hier (https://www.crystals.saint-gobain.com/sites/imdf.crystals.com/files/documents/calcium-fluoride-data-sheet_69768.pdf).
(5) Schwinn, G., & Markl, G. (2005). REE systematics in hydrothermal fluorite. Chemical Geology, 216(3), 225-248.
(6) Sidike, A., Kusachi, I., & Yamashita, N. (2003). Natural fluorite emitting yellow fluorescence under UV light. Physics and chemistry of minerals, 30(8), 478-485.

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 05 May 20, 19:51
Nochmal Hallo
zu den Einschlüssen im Allgmeinen haben wir hier im Lexikon einen Eintrag:
Einschlüsse (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Einschlüsse)
zu Einschlüssen in Quarz hier:
Einschlüsse in Quarz (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Mineralienportrait/Quarz/Einschl%C3%BCsse%20in%20Quarz)
Danke Georg für die Bilder!
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: uwe am 06 May 20, 18:27
Hallo Martin,

bin gerade dabei meine Fluorite mal unters LW UV zu legen. Dabei fluoreszieren alle 3 Fluorite aus Weardale/UK, welche in meiner Sammlung liegen, kräftig weiß mit leichtem Blaustich. Ein Fluorit aus Zobes/Vgtl. fluoresziert grün. Mal sehen, was noch so raus kommt. Wenn ich durch bin (kann etwas dauern) stelle ich mal die Bilder der Fluoreszenz ein.

Gruß
Uwe
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Emil Box am 07 May 20, 00:04
Meine Fluorit Messungen.
creme weiss unter KW:
Sais, Sardinien
Berbes, Spanien
Baveno, Italien
Eyam, Derbyshire, England

Bei LW:
Berbes, Spanien (besser als KW)

M.f.G.
Milo
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 12 May 20, 17:25
Hallo zusammen,

Eu2+ verursacht in Fluorit die starke blaue Lumineszenz und überdeckt andere Beiträge. Wenn nun so wenig Eu2+ eingebaut ist, dass blau nicht mehr dominiert, dann werden die anderen Beiträge sichtbar. Typischerweise treten Seltenerdionen in natürlichem Material nicht sortenrein auf, sondern gemeinsam in varriierendem Verhältnis. Andere Ionen und Fehlstelle, Strahlungsdefekte etc. kommen dazu. Das, zusammen mit der Anregung macht dann in der Lumineszenz unseren Farbeindruck aus.

Czaja (1) zeigt dazu Spektren und Sils (2) beschreibt anhand syntheischen Materials weitere Details (beide Publikationen finden sich als .pdf auf researchgate - ggf. mit dem Titel suchen).
Der Farbeindruck "gelb" könnte neben einer Dy3+-Emission eine Überlagerung verschiedener Beiträge sein - oder bei Fluorit auch von organischem Material herrühren.

Dazu kommt bei einer visuellen Betrachtung noch gegebenenfalls Reflexe des anregenden Lichts, die (je nach Lampe und Filterung) durchaus blaue, gelbe, rote Anteile beitragen können. Und ein blauvioletter Rest der Anregung + gelbe Emission macht gegebenenfalls einen weißen Gesamteindruck - wie eben bei denjeneigen Weißlicht-LEDs, die auf einer blauen Leuchtdiode mit gelbe Lumineszenzpigmenten beruhen.

Was also tun, wenn kein Spektrometer zugänglich ist? Ein paar Vorschläge zum Spielen - vielleicht hat jemand noch Ideen
Die Anregungswellenlänge ändern. Mit einem Filter, einer anderen Lampe etc.
Die Emission filtern. Mit einer Sonnenbrille, UV-Schutzfilter von Kameras, geeignetem klarem Plastik.
Die Emission durch ein Prisma anschauen - gibt es darin scharfe Linien? Wo?

Mehr Bilder wären interessant. Bei mir habe ich leider bislang nur Fluorite gefunden, die blau leuchten. Vielleicht gibt es noch jemanden, der Fotos macht, vielleicht sogar von weiteren Farben (außer blau und creme-gelbweiß).

Gruß derweilen, Martin



(1) Czaja, M., Bodył-Gajowska, S., Lisiecki, R., Meijerink, A., & Mazurak, Z. (2012). The luminescence properties of rare-earth ions in natural fluorite. Physics and Chemistry of Minerals, 39(8), 639-648

(2) Sils, J., Hausfeld, S., Clauß, W., Pahl, U., Lindner, R., & Reichling, M. (2009). Impurities in synthetic fluorite for deep ultraviolet optical applications. Journal of Applied Physics, 106(6), 063109.

EDIT: Sehr lustig. Das erste Zitat enthält ein natürliches smiley... heisst eigentlich 39 ( 8 ).
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bode am 12 May 20, 19:47
Hallo

hier noch mal blaue Quarze, dieses mal 2 Zepterquarze mit deutlich sichtbarer Phantombildung unter UV Licht. Bisher habe ich diese nur an den beiden Kristallen entdeckt.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589304645.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589304645.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589304881.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589304881.jpg),
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589305026.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589305026.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589305192.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589305192.jpg)

Viele Grüße
Georg Bode
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 12 May 20, 23:00
Bleimineralien.
Cerussit, Leadhillit und Mimetesit.
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1502494200.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1502494200.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588253077.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588253077.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589229300.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589229300.jpg)

Cerussit
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1500135908.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1500135908.jpg)

Cerussit PbCO3 luminesziert meist gelb ("Zitronengelb"), Anglesit PbSO4 wohl ebenso. Für Leadhillit (Susannit?) Pb4(SO4)(CO3)2(OH)2 ist zu erwarten, dass die Lumineszenz ebenfalls gelb ist (siehe auch oben). Die Phosphat/Arsenat/Vanadat-Gruppen in Pyromorphit Pb5(PO4)3Cl,  Mimetesit Pb5(AsO4)3Cl bzw. Vanadinit Pb5(VO4)3Cl lassen eine Farbverschiebung (Richtiung gelborange/rötlich) erwarten, siehe oben. Schließlich sollte Stolzit PbWO4 und Wulfenit PbMoO4 unter UV LW rot leuchten.

Aber was leuchtet gelb (bzw. dann rot)? Pb2+ leuchtet schon - aber eher im UV/blauen Bereich (1). Pb2+ könnte über Energietransfer beitragen. So würde Pb2+ dann zwar angeregt werden, die Emission käme aber von einem anderen Leuchtzentrum. Für Cerussit wurde die Beteiligung von Ag+ bzw. Cu+ ins Spiel gebracht (2).

Vielleicht weiß jemand von Euch noch genaueres?
Vielleicht hat jemand noch weitere Bilder lumineszierender Bleiminerale (Pyromorphit, Anglesit, Stolzit, Hedyphan, Lanarkite, ... oder andere...)?


Gruß, Martin


(1) Gaft, M., Reisfeld, R., & Panczer, G. (2015). Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. 2nd ed. Springer. seite 364f.
(2) Gorobets B. and Rogojine A. (2001): Luminescent spectra of minerals. Handbook. RPC VIMS, Moscow.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 13 May 20, 18:03
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 (https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01621352/document)
(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 (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Mineralienportrait/Cerussit/Eigenschaften) eingebunden. lynx, 28.12.2021
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 19 May 20, 23:37
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.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589921599.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589921599.jpg)




Synthetische Schmucksteine
Drei synthetische Schmucksteine (rot ist synth. Rubin, rosa mit grüner Lumineszenz ist Er-dotiertes Yttrium stabilisiertes Zirkonoxid, vulgo "Zirkonia", blau ist verumtlich ein Glas) leuchten unter UV-Licht (365 nm) hell auf. Die Emissionsfarbe ist nicht unbedingt aus dem visuellen Eindruck abzuschätzen - und wir sehen natürlich nur Emission im Bereich des Sichtbaren. Mögliche Infrarotanteile bleiben dem Auge verborgen.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589921677.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589921677.jpg)   (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589921751.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589921751.jpg)


Leuchtpigmente
Leuchtpigmente der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau - als Pulver und verarbeitet zu einer Tinte.
Das rote (organische) Pigment dient dazu, Fingerabdrücke sichtbar zu machen (Redwop(Tm) Fluorescent Fingerprint Powder), die Spitze des blaue UV-Markers ist mit einer mir unbekannten lumineszierenden Tinte vollgesogen und beim grünen Pulver handelt es sich um ein modernes Pigment zur Fluchtwegebeschilderung, Mischung aus SrAl2O4:Eu2+,Dy und Sr4Al14O25:Eu2+,Dy. Dieses nachleuchtende Pigment (persistente Lumineszenz) wird mit UV-Licht (bis hin zu blauem Licht) aufgeladen und gibt bei Raumtemperatur über viele Stunden wiederum Licht ab. Im zweiten Bild ist meine UV-Taschenlampe schon ein paar Sekunden aus.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589922262.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589922262.jpg)   (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589922371.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589922371.jpg).

Viele Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 21 May 20, 20:58
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.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590085886.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590085886.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590085943.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590085943.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590432822.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590432822.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590086166.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590086166.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590086076.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590086076.jpg)

Edit: Calcit unter Weisslicht ergänzt.


Apatit
Durch die Substitution von Ca2+ mit Mn2+ kann Apatit  intensiv gelb lumineszieren. Wie dieser Apatit von Sadisdorf, BB rund 2.2 mm.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590086514.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590086514.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590086344.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590086344.jpg)

Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Uwe Kolitsch am 22 May 20, 13:17
Fluoreszieren die (blass-)violetten Apatite von Ehrenfriedersdorf auch?
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bode am 22 May 20, 19:35
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
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 22 May 20, 22:04
Hallo Georg

Danke ür das Lob.... Ich filtere die Anregung (aus einer Convoy mit Nichia-Chip) mit einem Schottglass UG1 oder UG11 (bevorzugt UG11). Das entfernt den blauen Anteil (und bei manchen andern Lampen gibt es zusätzlich einen gelben Anteil). Die Kurven dazu finden sich unter der Bezeichnung Schott UG11. Allerdings habe ich die aus Altbeständen und weiß nicht, ob UG11 noch vernünftig zu beziehen ist. Zu B+W 403 habe ich keine Daten gefunden sollte aber UG1 entsprechen und B+W 093 ist eigentlich für den IR-Bereich optimiert. Wie das im UV aussieht weiss ich nicht. Hoya U-330 ist etwa wie UG11. Apropos: UG1 hab ich grad von Heliopan gesehen: (FI4407-27 Heliopan Filter TYP 4407 27x0,5 mm UV-Durchlassfilter UG1 für ca 55 Euro). Aber es gibt tatsächlich billige Filter (etwa UG1) bei Amazon, die sind gar nicht so übel.

In den Emissionspfad würde ich gerne einen UV-Sperrfilter legen - weiss aber noch nicht, wie. Das müsste quasi zwischen Kamera und Balgen sein...
Gruß, Martin


Hallo Uwe,
leider hab ich keinen Apatit  von Ehrenfriedersdorf. Vielleicht jemand anderes?
Grüße, Martin

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 23 May 20, 15:01
Wulfenit

Wulfenit von Los Lamentos, Mexico - genauer habe ich es leider nicht. Unter UV-Licht luminesziert der Wulfenit leicht orange - ja, es ist tatsächlich Lumineszenz, auch wenn die Farbe fast dem Eindruck unter Weißlicht entspricht -, man sieht die pink wiedergegebenen Reflexe des UV-Lichts und einzelne, weißlich oder bläulich lumineszierende Partikel. Da wünsche ich mir noch einen Emissionsfilter... Bildbreite ist ca. 22mm.

Gruß, Martin


(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590238427.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590238427.jpg)   (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590262877.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590262877.jpg)




EDIT: ursprünglich hatte ich versehentlich einen Zwischenstand der Bearbeitung hochgeladen. Ist nun ersetzt.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 29 May 20, 18:47
Lumineszenz - Fluoreszenz - Phosphoreszenz - Persistente Lumineszenz: Begrifflichkeiten
Komplexe Phänomene - einfache Begriffe?

1. Vorweg

Heute geht es mir um die Begriffe im Zusammenhang mit Lumineszenz. Die Bezeichnung Lumineszenz selbst geht im übrigen auf Eilhard Wiedemann 1888 zurück (1), der mit der Bezeichnung "Luminescenz" das "kalte Leuchten" gegenüber dem Leuchten heißen Materials (der "Glut", engl. incadescence) unterschied. Valeur und Kollegen bieten eine interessante und gut lesbare Betractung zur historischen Enwicklung der Begriffe (2).

Wozu unterschiedliche Begriffe? Ziel ist, mit dem Begriff den zugrunde liegenden Mechanismus zu beschreiben. Mit dem Wissen um den Mechanismus gehen technische Anwendung einher - und auch Analysetechnik. In diesem Kontext möchte ich auf Datierung geologischer und archeologischer Objekte mit optisch stimulierter Lumineszenz als ein Beispiel unter vielen verweisen (3). Seit einigen Jahren ist hier viel in Bewegung - getrieben durch die Leuchtstoffentwicklung für LEDs und die Entwicklung funktionaler Leuchtstoffe für Spezialanwendungen wie Digitales Röntgen in der Medizin oder Functional Labelling in der Biochemie. Und manche Erkenntnisse auf diesen Gebieten sind tatsächlich erst kürzlich gemacht worden, hierzu später.

Also zunächst ein klein bisschen Physik.
Energie (Licht, elektrische Felder etc) wird von einem  Atom/Ion/Molekül/funktionale Gruppe/photonisches System absorbiert, was ein Elektron anregt. Diese Anregung relaxiert wieder - dabei kann Wärme in Form von Gitterschwingungen entstehen oder/und wiederum Licht abgegeben werden.
Soweit die Grundzüge der Lumineszenz, vereinfacht: Anregungsenergie rein - Licht raus.
Wenn zur Anregung Licht verwendet wird, landet man allgemein bei Photolumineszenz: Licht rein - Licht raus.

Hier im Atlas findet sich eine genauere Beschreibung unter Photolumineszenz (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Photolumineszenz), bzw für Lumineszenz (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Lumineszenz) im allgemeinen. Gerne möchte ich aber an die vielen Lehrbücher zu Lumineszenzerscheinungen verweise.

Randnotitz: Es gibt auch
Thermolumineszenz: Energie rein - Warten (kurzes/langes Warten) - Heizen - Licht raus
oder optisch stimulierte Lumineszenz (OSL): Energie rein - Warten (kurzes/langes Warten) - Licht rein - Licht raus
oder Mehrphotonenprozesse: (Licht rein+Licht rein)=Licht raus
- aber zu diesen Spezialformen später mehr.

2. Fluoreszenz

Damit beleuchten wir den ersten Begriff: Fluoreszenz.  Erfunden hat den Begriff Sir George Gabriel Stokes 1852 in einer Fußnote. Er schreibt (4):
    "I confess I do not like this term (Anm.: er bezieht sich auf die Bezeichnung dispersive reflexion). I am almost inclined to coin a word, and call the appearance fluorescence, from fluor-spar, as the analogous term opalescence is derived from the name of a mineral."

Hier im Lexikon beschreiben wir Fluoreszenz (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Fluoreszenz) als den Vorgang, "bei dem durch eingestrahltes Licht, in der Regel UV-Licht, ein Elektron auf ein angeregtes Niveau gehoben wird und praktisch unmittelbar darauf in den Grundzustand zurückkehrt und dabei ein Photon im sichtbaren Spektralbereich abgibt".
So etwa fasst es auch die Definition der IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) in ihrem Gold Book: Chemical Terminology (https://goldbook.iupac.org/) (5),  (siehe auch hier (https://www.degruyter.com/view/journals/pac/66/12/article-p2513.xml)).

Dazu folgende Bemerkungen:
"...in der Regel UV-Licht..." - nein. Definitiv nicht. Das Licht muss lediglich geeignet sein, den Prozess auszulösen. Das kann sehr wohl auch durch Gamma, Röntgen, blaues, grünes, gelbes, nahinfrarotes... Licht erfolgen - wenn es denn geeignet ist (vgl. z.B. die Anegbarkeit von Cr3+ in Rubin -was übrigens keine Fluoreszenz ist - oder Szintillatoren, also Gamma/Röntgenphotonen rein und UV...Blau...Grün etc raus). Allerdings ist es für unsere Wahrnehmung bequem, mit UV zu beleuchten: wir sehen UV nicht und deshalb hebt sich dann ein Leuchten sehr deutlich vom Hintergrund ab. Versucht man das mit einer Photokamera ohne geeignete Filterung - da stört auch das UV.

"...ein Photon im sichtbaren Spektralbereich abgibt." - nein. Auch das nicht. Die Emission kann auch im UV oder im Infraroten erfolgen, z.B. bei Cuprorivait oder auch Mn5+-haltigem Apatit (6,7). beide Mineralien zeigen im übrigen keine Fluoreszenz, dazu später mehr. Woher wissen die Elektronen, welchen Energieunteschied wir sehen? Warum sollten sie unsere Sehgewohnheiten denen von z.B. Bienen bevorzugen? Also: die Emission entspricht dem Energieunterschied bei der strahlenden Relaxation des angeregten Zustands minus der nichtstrahlend über Phononen (Gitterschwingungen) abgegebenen Energie.

"...praktisch unmittelbar darauf..." Das wiederum ist meiner Meinung nach eine sehr gelungene Formulierung, die viele andere Versuche einer Beschreibung schlägt - aber sie ist leider nicht sehr präzise. Gelungen ist sie, weil auch Fluoreszenz eine Lebensdauer hat und eben nicht direkt mit den Ausschalten der anregenden Lichtquelle aufhört, wie es vielfach heißt. Gegenüber der Pulsdauer von, sagen wir, 10 fs kommerziell erhältlicher Lasersysteme sind Lebensdauern von, sagen wir, 2.5 ns fast eine Ewigkeit - da liegt mehr als ein Faktor 100000 dazwischen. Aber unser Auge ist zu langsam. Wer das Flackern von Energiesparlampen gesehen hat, dessen Augen können vielleicht Prozesse auf der Skala von 10 ms trennen. Auch zwischen 2.5 ns und 10 ms liegt ein Faktor von mehr als 100000 dazwischen. Und das ist der Grund, warum die Beschreibung leider nicht gut weiterhilft.

Stützen wir den Begriff auf die physikalischen Mechanismen, die dem Phänomenen zugrunde liegen. Für die Fluoreszenz bedeutet dies:

Fluoreszenz ist die Lumineszenz einer Paritäts- und Spin-erlaubten Relaxation (in der Regel in den Grundzustand). (8)

Das wiederum hat viel mit Quantenmechanik zu tun. Elektronen als Fermionen müssen sich in einer Quanteneigenschaft unterscheiden.  Nur deshalb gibt es im übrigen die Niveaus... Andererseits gibt es nicht nur für Energie sondern auch für Drehimpulse Erhaltungssätze. Spin ist (sowas wie) der Eigendrehimpuls des Elektrons und wegen der Erhaltungssätze gibt es Auswahlregeln, die besagen, wer wie wohin hüpfen darf... Salopp gesagt.

Charakteristisch für Fluoreszenz sind Lumineszenzlebensdauern im Bereich von ps bis einigen ns (10-12...10-9 s) bei  exponentiellem Abklingen der Lumineszenz und in der Regel ohne (bzw. nicht meßbarem) Anklingen der Lumineszenz. Insbesondere sind die Übergänge lokal begrenzt, es finden keine Transportphänomene wie lichtinduzierte Leitfähigkeit oder dergleichen statt.

Jetzt ist in einem Mineral typischerweise die Situation wesentlich komplexer, als in einem (organischen) Molekül. Da der Kristall eine hohe Ordnung hat, aber kein Elektron in allen Quanteneigenschaften einem zweiten gleichen darf, muss mehr berücksichtigt werden. Symmetrien und gebrochene Symmetrien verändern ebenfalls die Übergänge. Und dann schlägt sich auch noch die kristalline Ordnung an den jeweiligen Einbaupositionen nieder, Stichwort Crystal Field.  Kompliziert.

Strenggenommen gibt es in anorganischen Festkörpern (wie den meisten Mineralien) deswegen keine Fluoreszenz, sondern nur andere Formen der Lumineszenz. Weniger strenggenommen, und wenn wir uns auf Spin-erlaubte Übergänge reduzieren, könnte für die Leuchtzentren Ce3+ und Eu2+ - mit etwas Kopfweh - von Fluoreszenz gesprochen werden (9, 10): diese weisen Spin-erlaubte Übergänge auf.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588691068.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588691068.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588441029.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588441029.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1522259868.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1522259868.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1383307487.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1383307487.jpg)

Konkret ein paar Beispiele. Man könnte vielleicht sagen: Fluorit fluoresziert blau (Eu2+-Emission). Um aber nicht in die Verlegenheit zu kommen den Nachweis führen zu müssen, dass dieser Fluorit tatsächlich fluoresziert und nicht aufgrund anderer Mechanismen leuchtet, bevorzuge ich dennoch den Satz: Fluorit luminesziert blau.
Die lumineszierenden organischen Einschlüsse, die Georg und Norbert zeigen, dürften ebenfalls mit Fluoreszenz korrekt beschrieben sein, ebenso wie die Lumineszenz organischer Kristalle (z.B. der Refikit von Stefan).

Und sonst? So ohne weiteres sieht man einem leuchtenden Mineral den zugrunde liegenden Mechanismus nicht an.#

(nächster Begriff: Phosphoreszenz)

--------

(1) Wiedemann, E. (1888). Ueber Fluorescenz und Phosphorescenz I. Abhandlung. Annalen der Physik, 270(7), 446-463. Wörtlich:
"Neben dieser Art der Lichtentwicklung kennen wir aber eine andere, bei der durch äussere Ursachen ohne entsprechende Steigerung der Temperatur ein Leuchten erzeugt wird. [...] Ich möchte für diese zweite Art der Lichterregung, für die uns eine einheitliche Benennung fehlt, den Namen Luminescenz vorschlagen, und Körper, die in dieser Weise leuchten, luminescierende nennen. Wir würden dann das durch auffallendes Licht erregte Leuchten als Photoluminescent bezeichen, welche sich je nach seiner Instantaneität oder längeren Dauer in Fluorescenz oder Phosphorescenz trennen würde." so Wiedemann 1932.
(2) Valeur, B., & Berberan-Santos, M. N. (2011). A brief history of fluorescence and phosphorescence before the emergence of quantum theory. Journal of Chemical Education, 88(6), 731-738.
(3) Preusser, F., Degering, D., Fuchs, M., Hilgers, A., Kadereit, A., Klasen, N., ... & Spencer, J. Q. (2008). Luminescence dating: basics, methods and applications. Eiszeitalter & Ggenwart Quaternary Science Journal, 57(1/2), 95-149.
(4) George G. Stokes, On the Change of Refrangibility of Light, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 142 (1852) pp463-562 (http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/142/463.full.pdf+htm)
(5) IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Online version (2019-) created by S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8. https://doi.org/10.1351/goldbook.
(6) Accorsi, Gianluca, et al. "The exceptional near-infrared luminescence properties of cuprorivaite (Egyptian blue)." Chemical Communications 23 (2009): 3392-3394.
(7) Reiche, I., et al. "Comparative analysis of odontolite, heated fossil ivory and blue fluorapatite by PIXE/PIGE and TEM." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 161 (2000): 737-742.
(8) Baryshnikov, G., Minaev, B., & Ågren, H. (2017). Theory and calculation of the phosphorescence phenomenon. Chemical reviews, 117(9), 6500-6537.
(9) Bünzli, J. C. G., & Eliseeva, S. V. (2010). Basics of lanthanide photophysics. In Lanthanide Luminescence (pp. 1-45). Springer, Berlin, Heidelberg.
(10) Gaft, Michael, Renata Reisfeld, and Gerard Panczer. "Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials." (Buch) Springer, 2015.

EDIT 1: Nochmals präzisiert.
EDIT 2: Um Links ergänzt, die Beschreibung erweitert und Beispiele eingefügt.
EDIT 3: Weitere Hinweise und Literatur eingefügt und Zitat Wiedemanns zum Begriff Lumineszenz ergänzt 05.06.2020.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Fabian99 am 29 May 20, 19:02
Hallo,

Zitat: ""...in der Regel UV-Licht..." - nein. Definitiv nicht. Das Licht muss lediglich geeignet sein, den Prozess auszulösen. Das kann sehr wohl auch durch blaues, grünes, gelbes, nahinfrarotes Licht erfolgen - wenn es denn geeignet ist (vgl. z.B. die Anegbarkeit von Cr3+ in Rubin)."

Es ist richtig. Streng genommen gilt es z.B. auch bei der Röntgenfloureszenz. Also Röntgenlicht rein - Röntgen/UV-Licht etc raus.
Wie siehst du aber dann Tribolumineszenz oder Kathodenlumineszenz (der gute alte Fernseher). Da ist es "Anregung rein und Licht raus", oder?

die angesprochene Lumineszenz-Datierung erfolgt doch meines Wissens per thermisch induzierte Relaxation des Gitters nach Teilchenbeschuß, passt das in diesen Kontext?

Ich begrüsse deine Erklärungen sehr! Es ist wichtig, dass wir hier eine vernünftige Basis aufbauen.

LG
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 29 May 20, 19:21
Hoi Fabian

Jo. Du hast schon Recht. Ich werds gleich präzisieren.
Lumineszenz: Anregung rein-Licht raus
Photolumineszenz: Licht rein Licht raus.
Und natürlich gilt z.B. bei Szintillatoren : Röntgen (Gamma)-Strahlung rein Licht ( UV...sichtbares Licht...Infrarot ) raus.

Für die Lumineszenzdatierungen gibt es Thermolumineszenz-Datierungen und optisch-stimulierte Lumineszenz (OSL) als Möglichkeit.- Der Mechanismus ist beide Male, dass durch hochenergetische Strahlung (Teilchen und/oder Photonen) Elektronen freigeschlagen und in Fallenzuständen gespeichert werden. Durch Ausheizen (per Thermolumineszenz) oder optisch stimuliert (per optisch stimulierter Lumineszenz) können die gespeicherten Ladungsträger ausgelesen und für eine Datierung weiter analysiert werden. Tatsächlich gibt es auch Mischformen.
Thermolumineszenz ist im übrigen soetwas wie der hierarchisch übergeordnete Mechanismus zu persistenter Lumineszenz und OSL.

Wenn das mehr interessiert, kann ich später auch genaueres dazu schreiben.

Gruß, Mrtin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: etalon am 29 May 20, 19:54
Hallo Martin,

sehr fein, dass du versuchst, mal einige Grundlagen näher zu bringen! Gefällt mir gut.

Wollte nur auch mal ein Lob weiter geben... :)

Grüße Markus
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Fabian99 am 29 May 20, 19:59
Hallo,

Röntgenfloureszenz geht auch bei Atomen - XRF auf Englisch, RFA auf deutsch. Röntgenfluoreszenzanalyse.
Ist die Thermolumineszenz der Spaltspuren wirklich auf Elektronenfallen oder Gitterrelaxationen?

LG
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 29 May 20, 20:21
Hoi Fabian

Zitat von: Fabian99 am 29 May 20, 19:59
Hallo,

Röntgenfloureszenz geht auch bei Atomen - XRF auf Englisch, RFA auf deutsch. Röntgenfluoreszenzanalyse.
Ist die Thermolumineszenz der Spaltspuren wirklich auf Elektronenfallen oder Gitterrelaxationen?

LG

Jo, klar. Szintillatoren sind auch nur als Beispiel gedacht.

Thermolumineszenz setzt voraus, dass Ladungsträger so gespeichert sind, dass sie thermisch freigesetzt werden können - und dann rekombinieren und ableuchten. Insofern - ja.  Durch den radioaktiven Zerfall werden Elektronen ausgeschlagen (Ionisierung) und können an Defekten (Fallenzentren, traps, Hafstellen) gespeichert werden. Das macht dann die Grundlage für eine Thermolumineszenz. Gitterrelaxationen können Licht abgeben - aber auch da brauchst Du einen Mechanismus, wie daraus ein Photon wird. Ich würde hier vermuten: Aufheizen - Gitter relaxiert - Defekte werden angehoben, wodurch das darin gefangene Elektron ins Leitungsband kann - dort migriert es und findet schließlich ein Leuchtzentrum zum Ableuchten.


Tribolumineszenz ist mit den Gitterrelaxationen verwandt, ist aber verzwickt. Da gibt es (durch den mechanischen Stress) ebenfalls die Möglichkeit, dass Elektronen ins Leitungsband können und ableuchten - aber da kann auch durch (im Nahfeld geometrisch verstärkte) elektrische Felder ein Plasma erzeugt werden, das leuchtet. So kannst Du mit einer Tesa-Rolle Röntgenstrahlung erzeugen (die Literatur muss ich noch suchen). Ist aber nicht mein Gebiet.
Gruß, Martin

EDIT: Noch  zur Spaltspur-Datierung:

Ganz spontan - die Kernspaltung als geologische Uhr von Ursula Weber (https://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/wh/pams/11_05_03_Ursula_Weber.pdf)

https://www.evolution-mensch.de/thema/datierung/spaltspur-datierung.php oder hier http://www.ged.rwth-aachen.de/index.php?cat=Education&subcat=Alps_Excursion_2011&page=Hebungsgeschichte_der_Alpen_anhand_von_Spaltspurendaten

Literatur:
Ault, A. K., Gautheron, C., & King, G. E. (2019). Innovations in (U–Th)/He, fission track, and trapped charge thermochronometry with applications to earthquakes, weathering, surface‐mantle connections, and the growth and decay of mountains. Tectonics, 38(11), 3705-3739.

Durrani, S. A., Amin, Y. M., & Alves, J. M. (1984). Studies of radiation damage in crystals using nuclear-track and thermoluminescence methods. Nuclear Tracks and Radiation Measurements (1982), 8(1-4), 79-84.

Amin, Y. M. (1989). A study of the effect of natural radiation damage in a zircon crystal using thermoluminescence, fission track etching and X-ray diffraction. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 280(2-3), 314-317.

Westgate, J., Sandhu, A., & Shane, P. (1997). Fission-track dating. In Chronometric dating in archaeology (pp. 127-158). Springer, Boston, MA.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 29 May 20, 20:28
Achja, da fällt mir im Zusammenhang mit Spaltspuren noch die Dosimetrie ein.

Thermolumineszenz und OSL basierte Dosimeter sind Keramiken, in denen eben genau das passiert: Strahlung schlägt Elektronen frei, die gespeichert werden und dann thermisch oder mit Licht wieder ausgelesen werden. Auf die Schnelle z.B. Al2O3:C, siehe

McKeever, S. W. S., Akselrod, M. S., & Markey, B. G. (1996). Pulsed optically stimulated luminescence dosimetry using alpha-Al2O3: C. Radiation Protection Dosimetry, 65(1-4), 267-272.

Gruß Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: etalon am 29 May 20, 21:09
Zitat
Achja, da fällt mir im Zusammenhang mit Spaltspuren noch die Dosimetrie ein.

Thermolumineszenz und OSL basierte Dosimeter sind Keramiken, in denen eben genau das passiert: Strahlung schlägt Elektronen frei, die gespeichert werden und dann thermisch oder mit Licht wieder ausgelesen werden. Auf die Schnelle z.B. Al2O3:C, siehe

Da kann ich vielleicht auch was dazu beitragen:

Die in der Personendosimetrie oder Umgebungsüberwachung eingesetzten TLDs sind meistens Phosphatglasdosimeter. Diese enthalten Gläser in Trägern (siehe Foto) aus Alkali- und Erdalkaliphosphaten mit einem Zusatz von 8% Silbermetaphosphat.
Weiters kommen selten auch TLDs zum Einsatz, welche mit Kristallen aus CaF2, MgF2 oder LiF als detektoraktives Medium arbeiten. (1)

Gruß Markus

(1) Strahlung und Strahlungsmesstechnik in Kernkraftwerken, Elmar Schrüfer, Elitära-Verlag
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 May 20, 09:05
Hallo zusammen

Danke Markus für Deine Ergänzungen.
Ich habe nochmals den Beitrag zu Fluoreszenz erweitert und auch zur Spaltspurdatierung Literatur angegeben (für alle die es genauer interessiert).

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 May 20, 20:45
Hallo zusammen

jetzt wieder ein paar Bilder, diesmal Stufen von den den Aris-Steinbrüchen (Namibia).

Villiaumit
Gelb bis rosafarbener Villiaumit, NaF, leuchtet unter UV rot. Damit auch die begleitenden Kristalle nicht ganz verschwinden, habe ich das UV-Licht (LW 365 nm) nicht gefiltert - das blaue Licht ist also Teil der Beleuchtung und keine Lumineszenz.

Thornasit
Klare Krsitalle von Thornasit, Na12Th3(Si8O19)4 ·18H2O, leuchten unter UV (LW,365 nm). Typischerweise sind Uranyl-Gruppen UO22+ mit eingebaut, die das grüne Leuchten verursachen.

Villiaumit, Makatit und Fluorit in einer interessante Paragenese
Die letzte Serie Bilder zeigt eine Druse im Phonolith, in der Villiaumit mit Makatit und Fluorit sowie klaren Kristallen (Natrolith?) gemeinsam vorhanden sind. Vom roten Leuchten des Villiaumits ist nicht veil zu sehen, da Makatit (blauweisse haarige Aggregate, siehe vergrößertes Detailbild) und Fluorit (? gelbe Lumineszenz) deutlich heller sind.  P.S: Das Übersichtsbild hat eine ziemlich hohe Auflösung, es lohnt sich, dieses Bild in Originalgröße anzuschauen.
Gerne würde ich dieser Bilder nicht Makatit zuordnen, sondern einem Mineralnamen "Paragenese". Ich denke, es wäre sinnvoll, diesen einzurichten.

Viele Grüße, Martin

Villiaumit

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590860706.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590860706.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590860493.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590860493.jpg)

Thornasit

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1567018931.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1567018931.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1567018796.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1567018796.jpg)

Interessante Paragenese

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590860190.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590860190.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590860042.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590860042.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590860277.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590860277.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590860332.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590860332.jpg)


Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: guefz am 30 May 20, 20:58
Wenn mehrere Minerale nach deiner Beschreibung deutlich zu erkennen sind, kannst du einfach alle erkennbaren Minerale zuordnen. Dann taucht das Foto eben an mehreren Stellen im Lexikon auf.

bis denn

Günter
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 May 20, 21:01
Hallo Günter,

ja ich weiss. Manchmal fände ich es dennoch geschickt, das Mineral "Paragenese" anwählen zu können...

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 04 Jun 20, 23:43
3. Phosphoreszenz

Der Begriff der Phosphoreszenz(#) ist schwieriger zu fassen, gerade weil sich in den letzten rund 15 Jahren sehr viel im Verständnis der Prozess rund um "verzögerte Lumineszenz"  getan hat. Eine sehr einfache Definition fußt genau auf dem zeitlichen Verlauf:

Laut Wikipedia, aufgerufen am 4.6.2020 (https://de.wikipedia.org/wiki/Phosphoreszenz):
"Phosphoreszenz ist die Eigenschaft eines Stoffes, nach Bestrahlung mit (sichtbarem oder UV-) Licht im Dunkeln nachzuleuchten."
Diese oder ähnlich Definitionen finden sich leider weit verbreitet - sie sind mindestens unzureichend und streggenommen falsch:

(i) "..nach Bestrahlung mit (sichtbarem oder UV-) Licht..."  - diese Einschränkung ist unnötig. Auch Röntgen- oder Infrarotstrahlung kann das Leuchtzentrum so anregen, dass Relaxationen mit phosphoreszentem Charakter auftreten.

(ii) "..im Dunkeln nachzuleuchten."  Was meint das? Wenn es hell ist, findet keine Phosphoreszenz statt? Wie lange meint "nachzuleuchten"? Gilt das für schnelle und empfindliche Einzelphotonen-Detektoren genauso wie für das durch Hornhauttrübung beeinträchtigte menschliche Auge? Und: wenn das das Kriterium sein soll, wo liegt der Unterschied zu einer Fluoreszenz, die "praktisch unmittelbar darauf [...] ein Photon [..] abgibt."? "Nachleuchten" im Vergleich zu "praktisch unmittelbar darauf"? Wie gesagt, das menschliche Auge hat eine Zeitauflösung im Bereich von 10 ms. Spezifische Detektoren gehen in den Bereich von ps, mit speziellen Messaufbauten (Stichworte Streak-Camera, Pump-Probe-Spectroscopy) gelangt man in den Bereich von sub fs. Was ist "praktisch unmittelbar darauf" und was ist "Nachleuchten"? Was will uns obige Definition also sagen?

(iii) Der Prozess, der hier mit dem Begriff Phosphoreszenz belegt wird, ist eigentlich etwas anderes, nämlich Thermolumineszenz bei Raumtemperatur - und die funktioniert ganz anders. Dazu aber erst im nächsten Kapitel.

Kurzum, die oben genannte Definition und ihre Varianten sind ungeeignet, um Mechnismen zu trennen.

Versuchen wir es anders, wiederum über den Mechnismus, der dem Phänomen zugrund liegt. Die Definition von Phosphoreszenz, die die IUPAC gibt, lautet (1):

..., the term designates luminescence involving change in spin multiplicity, typically from triplet to singlet or vice versa. The luminescence from a quartet state to a doublet state is also phosphorescence.
IUPAC Gold Book:Chemical Terminology, 04.06.2020 (https://goldbook.iupac.org/terms/view/P04569)

Übersetzt etwa:  "... der Begriff bezeichnet Lumineszenz, die mit Änderungen der Spin-Muliplizität einhergeht, typischerweise von Triplett zu Singulett oder umgekehrt. Auch die Lumineszenz aus einem Quartett Zustand in einen Dublett Zustand ist Phosphoreszenz."(*)

Auch aus theoretischer Sicht beschreibt Phosphoreszenz "spinverbotene" Übergänge, also solche Übergänge, die aus quantenmechanischen Gründen nur geringe Wahrscheinlichkeit haben (2). Um doch noch relaxieren zu können, obwohl die Wahrscheinlichkeit gering ist, braucht das Elektron im angeregten Triplettzustand viele Anläufe - und das dauert. Also gibt es doch einen Zusammenhang zur Zeit? Ja, schon (3). Nur ist das alles nicht so eindeutig.
Hier ein paar typische Werte.

Fluoreszenzlebensdauer von Biomolekülen (z.B. in Hautzellen): ca. 1 ns..10 ns
Lebensdauer des angeregten (Spin-erlaubten) Übergangs von Ce3+ bzw. Eu2+: 10 ns... 1µs
Phosphoreszenzlebensdauer (ja, das ist Phosphoreszenz) von Cr3+ in Rubin: 2 ms (und das ist lang).

Bitte vergleicht dies mit der Wahrnehmungsgeschwindigkeit unserer Augen, die im Bereich von 10 ms liegt:
Ist das anregende Licht aus, sehen wir keine Fluoreszenz mehr - und auch keine Phosphoreszenz! Jedenfalls nicht ohne Hilfsmittel und nicht bei anorganischen Festkörpern wie Mineralien. Ein paar Beispiele:

Seltenerd-Lumineszenz hat (bis auf Ce3+, Eu2+, Yb2+, Sm2+) überwiegend phosphoreszenten Chrakter, fast egal in welchem Gitter (4,5).
Die rote Lumineszenz von Rubin, Smaragd, Grossular/Uwarowit, Disthen, Spinell, Alexandrit oder Topas, die auf Übergängen von Cr3+ basiert - ist Phosphoreszenz (6,7).
Für Scheelit und Powellit, Cerussit, Willemit, Uranyl-Lumineszenz, Apatit ... hat die Lumineszenz meist den Charakter von Phosphoreszenz (8).

Und damit ist der Teil der Lumineszenz gemeint, der per Augenschein aus ist, sowie die anregende Lichtquelle nicht mehr leuchtet - genauso, wie es auch bei Fluoreszenz der Fall ist!

Aber auch hier gilt: so unbedingt sehe ich der Lumineszenz ihre Ursache nicht an. Und: eine Phosphoreszenz - wie eben auch eine Fluoreszenz(+)-  im strikten Sinn gibt es im (anorganischen) Festkörper eigentlich nicht, weil durch zusätzliche Einflüsse wie lokales Kristallfeld in Verbindung mit der Einbaulage oder Symmetrien und gebrochene Symmetrien die Spin-Auswahlregeln - die ja letztlich Grundalge für die Bezeichnung des Übergang bilden - mischen und verändert werden (2,4,5). Für organische Moleküle funktioniert die Unterscheidung in Fluoreszenz und Phosphoreszenz, solange sie keinen geordneten Festkörper bilden. Für Ionen/Atome in Lösung oder im Gas ebenso, weil dort die Umgebungen homogen und isotrop sind. Im Kristall ist das anders. Deshalb bevorzuge ich persönlich  die Aussagen "Mineral xy luminesziert" oder "Mineral xy zeigt Lumineszenz".

Dennoch - und unter dem oben genannten Vorbehalt - hier Beispiele von lumineszenten Mineralien mit dem Charakter von Phosphoreszenz: Calcit mit Mn2+ leuchtet rot, Mn2+ in Apatit leuchtet gelb, Er3+ im synthetischen Zirkonia (rechts, gegenüber dem synthtischen Rubin)  ist für die grüne Lumineszenz zuständig. Cr3+ stellt nicht nur bei Rubin sondern auch im Smaragd das Leuchtzentrum dar. Wichtig: obwohl die Lumineszenz jeweils phosphoreszenten Charakter hat, liegen die Lebensdauern deutlich unter 10 ms. Für unsere Wahrnehmung endet die Leuchterscheinung scheinbar mit dem Ausschalten der UV-Lampe!

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590085943.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590085943.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590086514.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590086514.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589921751.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589921751.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1588332299.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1588332299.jpg)

Und was ist mit dem intensiven roten Nachleuchten von Calcit von Franklin, dem oben erwähnten Aragonit oder dem oben gezeigten Leuchtpulver? Was ist mit dem Stein von Bologna und all den anderen Mineralien, die so schön leuchten, auch wenn schon lange - einige Sekunden oder gar Minuten oder Stunden - die Anregung ausgeschaltet ist?

Der Mechanismus dahinter ist nicht Phosphoreszenz, sondern eben Thermolumineszenz bei Raumtemperatur, was auch als persistente Lumineszenz bezeichnet wird (9,10). Und das ist das Thema des nächsten Kapitels.


------
Fußnoten
(#) Zwar steht das Element Phosphor Pate für den Begriff, allerdings ist das Leuchten, das im Kontext mit weißem Phosphor aufritt auf Chemolumineszenz zurückzuführen, sieh z.B. Wikipedia, 05.06.2020 (https://de.wikipedia.org/wiki/Phosphor)
(*) Meine Übersetzung holpert, vielleicht findet jemand einen besseren deutschen Satz?
(+) Wer je versucht hat, anorganische Szintillatoren (also Detektoren für hochenergetische Strahlung, die z.B. Gammastrahlung in sichtbares Licht wandeln - ohne Geisterbilder zu produzieren, weil die Lumineszenz-Lebensdauern zu lange sind) zu designen weiß, wie schwierig es ist, Fluoreszenz in einem anorganischen Festkörper zu realisieren!

Literatur
(1) IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Online version (2019-) created by S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8. https://doi.org/10.1351/goldbook.
(2) Baryshnikov, G., Minaev, B., & Ågren, H. (2017). Theory and calculation of the phosphorescence phenomenon. Chemical reviews, 117(9), 6500-6537.
(3) Ropp, R. C. (2004). Luminescence and the solid state. 2.Ed. Elsevier Amsterdam. Siehe insbesondere p. 397-398.
(4) Bünzli, J. C. G., & Eliseeva, S. V. (2010). Basics of lanthanide photophysics. In Lanthanide Luminescence (pp. 1-45). Springer, Berlin, Heidelberg.
(5) Bünzli, J. C. G., & Piguet, C. (2005). Taking advantage of luminescent lanthanide ions. Chemical Society Reviews, 34(12), 1048-1077.
(6) Deutschbein, O. (1932). Die linienhafte Emission und Absorption der Chromphosphore. I. Annalen der Physik, 406(6), 712-728.
(7) Deutschbein, O. (1932). Die linienhafte Emission und Absorption der Chromphosphore. II. Annalen der Physik, 406(7), 729-754.
(8) Gaft, Michael, Renata Reisfeld, and Gerard Panczer. "Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials." (Buch) Springer, 2015.
(9) Hölsä, J. (2009). Persistent luminescence beats the afterglow: 400 years of persistent luminescence. Electrochem. Soc. Interface, 18(4), 42-45.
(10) Xu, J., & Tanabe, S. (2019). Persistent luminescence instead of phosphorescence: History, mechanism, and perspective. Journal of Luminescence, 205, 581-620.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien - Zirkon
Beitrag von: Lynx am 09 Jun 20, 01:36
Hallo zusammen

Den winzigen Zirkon habe ich bei einer Rast am Col des Montets gefunden, als wir - mal nicht Autobahn - von Lausanne über Martigny am Mont Blanc vorbei nach Grenoble gefahren sind. Vom Wallis kommend wird das Tal schon recht eng bis man dann über den Pass kommt und irgendwann den Mont Blanc als weißes Monstrum vor sich sieht. Monströs sind auch die Straßen, die dann nach Chamonix und hinaus weiter ins Tal führen... Bei Les Houches bzw. St. Gervais dann noch eine Gedenkminute an Robert Romestain, Freund, Kletterpartner und Kollege aus Grenoble, der 2004 am Mont Blanc tödlich abstürzte. Eine Woche später wären wir unterwegs gewesen... Deshalb ist dieser Zirkon für mich auch eine Erinnerung an Robert.

Unter UV 365 nm  leuchtet der bei Tageslicht violette Zirkon deutlich gelb (Bildbreite ist 0.7 mm).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1591658068.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1591658068.jpg)   (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1591658004.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1591658004.jpg) 

Grüße, Martin
Titel: Bilder lumineszierender Mineralien - Uranmineralien
Beitrag von: Lynx am 01 Jul 20, 22:49
Hallo zusammen

heute hab ich Bilder von lumineszierenden Uranmineralien zusammengesucht. Das ist nur ein Ausschnitt aus der Vielfalt an Uranmineralien, die blaugrün, grün, gelb bis hin zu rötlich gelb lumineszieren. Jedoch ist ein intensiver Grünton vorherrschend - siehe nachfolgende Bilder. Per Augenschein läßt sich dies kaum unterscheiden. Von manchen gibt es (dank Markus - Etalon) auch Spektren hier im Atlas. Von vielen fehlen aber Bilder...
Die Lumineszenzspektroskopie von Uranverbindungen und -mineralien wird durchaus benutzt, um die Umweltgängigkeit der Verbindungen im Kontext z.B. mit der Lagerung radioaktive Abfälle oder der Sanierung von Uranbergbau-Gebieten nachzuweisen. Literatur findet sich dazu zahlreich im Netz (z.B. 1-4).
Die Lumineszenz von Uranyl UO22+ im Kristallgitter hat vorwiegend den Charakter einer Moleküllumineszenz (5) und unterscheidet sich damit von z.B. der Lumineszenz von Mn2+ in Mineralien (diese entspricht eher der Lumineszenz in keramischen Halbleitern). Typischerweise zeigt das Anregungsspektrum der Uranmineralien einen spezifischen, deutlich strukturierten "fingerprinting-Bereich" um 415 nm und einen breiten unstrukturierten Bereich mit direkter Anregung ins Gitter unterhalb von rund 350 nm. Die Emission wiederum kann eine Serie von klaren Linien aufweisen (die mit vibronischen Übergängen einhergeht) oder auch eher breit und unstrukturiert ausfallen. Das hängt dann mit den individuellen Eigenschaften des jeweiligen Minerals zusammen. Einen kleinen Einblick gibt es auch hier im Atlas (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Public-Science-Projekte/UV-Spektroskopie%20an%20Uranyl-Silikaten).

Herausgesucht habe ich Bilder aus dem Atlas, von unterschiedlichen Mineralien und von unterschiedlichen Fotografen. Die Liste ist weder erschöpfend noch vollständig - aber vielleicht geschmacksanregend. Und vorallem: gerne zu erweitern! Viel Spaß damit!

---
Literatur
(1) Bernhard, G., Geipel, G., Brendler, V., & Nitsche, H. (1998). Uranium speciation in waters of different uranium mining areas. Journal of Alloys and Compounds, 271, 201-205.
(2) Arnold, T., Baumann, N., Krawczyk-Bärsch, E., Brockmann, S., Zimmermann, U., Jenk, U., & Weiß, S. (2011). Identification of the uranium speciation in an underground acid mine drainage environment. Geochimica et Cosmochimica Acta, 75(8), 2200-2212
(3) Arai, Y., Marcus, M. A., Tamura, N., Davis, J. A., & Zachara, J. M. (2007). Spectroscopic evidence for uranium bearing precipitates in vadose zone sediments at the Hanford 300-area site. Environmental science & technology, 41(13), 4633-4639.
(4) Franke, K., Rößler, D., Gottschalch, U., & Kupsch, H. (2000). Mobilization and retardation of uranium DOC species at three mine piles in Schlema/Alberoda, Saxony, Germany. Isotopes in environmental and health studies, 36(3), 223-239.
(5) Drobot, B. (2015, Entwicklung und Validierung mathematischer Methoden zur Auswertung spektroskopischer Daten der Uranyl(VI)-Hydrolyse. , Dissertation, Technische Universität Dresden.


Uranmineralien

AndersonsitArsenuranospathit(Meta-)Autunit
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1074450320.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1074450320.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1593551566.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1593551566.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1554970520.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1554970520.jpg)
BergenitBoltwooditFourmarierit
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1593551087.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1593551087.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1513558870.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1513558870.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1513558957.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1513558957.jpg)
(Meta-)HeinrichitLiebigit(Meta-)Nováčekit
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1344171162.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1344171162.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1467143189.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1467143189.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1583494010.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1583494010.jpg)
OttohahnitPlášilitSaléeit
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1509658948.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1509658948.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1509659299.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1509659299.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1343584048.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1343584048.jpg)
SklodowskitUranocircitUranophan
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1508678633.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1508678633.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1444400285.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1444400285.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1501402137.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1501402137.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 31 Jul 20, 10:39
4. Nachleuchten, persistente Lumineszenz, Thermolumineszenz und verwandte Phänomene

4.1 Mechanismen

Während die Begriffe Photolumineszenz, Phosphoreszenz und Fluoreszenz im wesentlichen die Emission von Licht in einem Leuchtzentrum beschreiben und ihre Unterscheidung in den Auswahlregeln für die Spins finden, betrachtet Thermolumineszenz und die verwandten Begriffe Vorgänge, die deutlich mehr umfassen, als nur ein (isoliertes) Leuchtzentrum. Vor einiger Zeit habe ich den Mechanismus der  persistenten Lumineszenz hier im Atlas (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Persistente%20Lumineszenz) beschrieben, möchte für den Beitrag darauf zurückgreifen und manches ergänzen.

Um es vorweg zu sagen: Eine Thermolumineszenz bzw. ein Nachleuchten kann in der Emission mit eher fluoreszentem oder auch eher phosphoreszentem Charakter auftreten - oder typischerweise eben als irgendetwas dazwischen.
Beispiele für interessierte Leser sind SrAl2O4:Eu2+, Ln für eher fluoreszenten Charakter (1,2) und La2O2S:Eu3+,Mg,Ti für eher phosphoreszenten Charakter (3). Die jeweils angegebene Literatur ist lediglich als Startpunkt gedacht und keineswegs erschöpfend.

Der Mechanismus dahinter beruht auf der Defektstruktur eines Festkörpers - Nachleuchten ist eine Eigenschaft des  Kristalls mit seiner chemischen Zusammensetzung, Struktur und eben den Defekten (4,5,6,7). Zugrunde liegt dem Mechanismus, dass Ladungsträger - Elektronen oder Löcher, für beides gibt es Beschreibungen - aus dem Leuchtzentrum in einen Fallenzustand gelangen können, in dem sie gespeichert werden. Aus dem Fallenzustand können sie durch Energieeintrag wieder ausgelöst werden und zurück zum Leuchtzentrum gelangen (4). Das nachfolgende Bild illustriert dies schematisch für den Fall von Elektronen als Ladungsträger.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1596176951.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1596176951.jpg)

(1) Anregung des Elektrons in das Leitungsband
(2) Transport im Leitungsband
(3) Relaxieren in einen Fallenzustand (trapping), nur in Ausnahmefällen als strahlender Übergang.
(4) Verweilen und warten.... Sekunden, Minuten, Stunden ... Jahre .... Jahrtausende... je nach Situation.
(5) Anregung durch Energieeintrag zurück ins Leitungsband. Thermisch: Thermolumineszenz (TL), Licht: optisch stimulierte Lumineszenz (OSL), Druck: Mechanolumineszenz (ML)...
(6) Transport
(7) Übergang ins Leuchtzentrum, Ableuchten

An dem Schema ist schon zu erkennen, dass einiges stimmen muß, damit tatsächlich am Ende wieder Licht herauskommt. Die Bandlücke muss groß genug sein, um die Leucht- und Fallen-Systeme (als isoliert Systeme mit wenig Wechselwirkung) aufnehmen zu können. Die Niveaus des Leuchtzentrums müssen günstig liegen, damit das Elektron in das Leitungsband gelangen kann. Gleiches gilt für die Fallenzustände. Ladungstransport muss ablaufen (mit anderen Worten: Strom fließt). Und - alternative Pfad dürfen nur geringen Einfluss haben: das Elektron darf nicht entkommen...

Je nachdem, wie tief die Falle ist, wird der Ladungsträger (hier: das Elektron) stabiler oder weniger stabil gebunden.
(i) Genügt bereits geringe Energie, dann verweilt das Elektron nur einen Moment in der Falle. Zur Auslösung genügt bereits eine tiefe Temperatur. Sichtbar wird der Effekt in einer Verzerrung der beobachteten Abklingkurve der Lumineszenz. Diese ist dann nicht mehr einfach nur exponentiell.
(ii) Bei einer "mitteltiefen Falle" genügt die Umgebungstemperatur, um die Elektronen zu befreien: dies führt dann zu dem wohl bekannten Nachleuchten, das über Sekunden, Minuten bis hin zu Stunden anhalten kann (4,8). In der Literatur wird dies als "persistente Lumineszenz" bezeichnet und ist letztlich Thermolumineszenz bei Raumtemperatur.
(iii) In noch tieferen Fallen braucht es mehr Energie, die Speicherung ist ziemlich stabil (6,7). Erst gezieltes Ausheizen (Thermolumineszenz) oder Auslesen mit Photonen (optisch stimulierte Lumineszenz) befreit die Elektronen - die gegebenenfalls auch viele Jahre gespeichert bleiben könnnen.

Die Fallenzustände hängen an Defektzentren. Defekte können Vakanzen sein (typischerweise Sauerstofffehlstellen), aber auch Fremdionen oder komplexere Systeme. Genau hier setzt das Design von nachleuchtenden Leuchtstoffen an, bei denen Bandlücken und Defektzentren so angepasst werden, dass möglichst effizient nachleuchtende Stoffe entstehen.

Nachfolgend als Beispiel einige synthetische Stoffe (2,4,9-11) - Ln: Seltenerd, X: geeignete Kodotierung:

(Ca,Sr,Ba)S:Eu,Ln;
ZnS:Cu,X;
SrAl2O4:Eu,Dy;
Y2O2S:Eu,Mg,Ti;
Sr2MgSi2O7:Eu,X;
YAG:Cr,Ce;
Zn3Ga2Ge2O10:Cr

In natürlichen Mineralien lassen sich die Gegebenheiten nicht so einfach beschreiben. Anwendungen indes gibt es, wie weiter unten beschrieben wird.



4.2 Der Stein von Bologna

Chinesische Quellen berichten bereits vor über 1000 Jahren von nachleuchtendem Material (4). Allerdings gilt der Stein von Bologna als erstes, wissenschaftlich untersuchtes nachleuchtendes Material, das vom Menschen hergestellt wurde (12). 1603 synthetisierte der italienische Schuhmacher und Alchemist Vincenzo Cascariolo dieses Material aus Baryt vom Monte Paderno. Dokumentiert ist dies in der Schrift "Litheosphorus sive de lapide Bononiesi" (13). Erst kürzlich wurde - fast schon im Sinne der experimentelle Archäologie - der Stein von Bologna aus dem gleichen Ursprungsmaterial (Baryt vom Monte Paderno) neu synthetisiert und untersucht (12). Es zeigte sich, dass durch die Art der Verarbeitung schließlich BaS entsteht. Analysen der Verunreinigungen und des Lumineszenz-Verhaltens zeigten, dass es sich um Cu+ als Leuchtzentrum handelt, wobei S2- Fehlstellen als Fallenzentren agieren. Die Emission von Cu+ liegt im roten Bereich bei rund 610 nm. Die Autoren zeigten, dass in diesem Material die persistente Lumineszenz rund 30 Minuten anhielt - also durchaus beachtlich.


4.3 Nochmals zu den Begrifflichkeiten

In den vorangegangen Beiträgen habe ich die verschiedenen Begriffe rund um das Leuchten und Nachleuchten von Mineralien beschrieben. Hier nun - bevor es dann zu Anwendungen geht - eine kurze Zwischenzusammenfassung.

Fluoreszenz bezeichnet spinerlaubte Übergänge (ohne Änderung des Elektronenspins beim Übergang),
Phosphoreszenz spinverbotene (mit Änderung des Elektronenspins beim Übergang). Diese Begriffe sind für die Lumineszenz organischer Moleküle hilfreiche Beschreibungen.

Im Festkörper - wie eben Mineralien - mischen die quantenmechanischen Auswahlregeln für die Übergänge aufgrund der Einflüsse des Gitters (Symmetrie und Symmetriebrechungen sowie Kristallfeldaufspaltungen sind hier Schlagworte). Deshalb fassen die Begriffe Phosphoreszenz und Fluoreszenz die Photolumineszenz im Festkörper nicht richtig - sie sind nicht geeignet, um die Mechanismen bei der (Photo-)lumineszenz von Mineralien zu bezeichnen.

Deshalb zeigen Mineralien Lumineszenz oder Photolumineszenz - die Begriffe Fluoreszenz und Phosphoreszenz sollte man besser vermeiden und den Chemikern zur Beschreibung der Phänomene bei organischen Verbindungen überlassen.

Das lange Nachleuchten einiger Mineralien ist mit dem Begriff persistente Lumineszenz oder Nachleuchten klar beschrieben - eben Thermolumineszenz bei Raumtemperatur.

Die nächsten Kapitel verlassen die Beschreibung zugrundeliegender physikalischer Phänomene und wenden sich Anwendungen zu: OSL - optisch stimulierte Lumineszenz zur (geologischen) Altersdatierung; Dosimetrieanwendungen; Lumineszenz zur Klassifizierung von Stoffen und in der Ressourcengeologie.

---
Literatur

(1) Vitola, V., Millers, D., Bite, I., Smits, K., & Spustaka, A. (2019). Recent progress in understanding the persistent luminescence in SrAl2O4: Eu, Dy. Materials Science and Technology, 35(14), 1661-1677.
(2) Van den Eeckhout, Koen, Philippe F. Smet, and Dirk Poelman. "Persistent luminescence in Eu2+-doped compounds: a review." Materials 3.4 (2010): 2536-2566.
(3) Hölsä, J., Laamanen, T., Lastusaari, M., Malkamäki, M., Niittykoski, J., & Zych, E. (2009). Effect of Mg2+ and TiIV doping on the luminescence of Y2O2S: Eu3+. Optical Materials, 31(12), 1791-1793.
(4) Xu, J., & Tanabe, S. (2019). Persistent luminescence instead of phosphorescence: History, mechanism, and perspective. Journal of Luminescence, 205, 581-620.
(5) Kulesza, D., et al. "The bright side of defects: Chemistry and physics of persistent and storage phosphors." Journal of Luminescence 133 (2013): 51-56.
(6) Bos, A. J. J. "Theory of thermoluminescence." Radiation measurements 41 (2006): S45-S56.
(7) Reuven, Chen, and Mckeever Stephen WS. "Theory of thermoluminescence and related phenomena." World Scientific Publishing Ltd, Singapore (1997).
(8) Hölsä, Jorma. "Persistent luminescence beats the afterglow: 400 years of persistent luminescence." Electrochem. Soc. Interface 18.4 (2009): 42-45.
(9) Pan, Z., Lu, Y. Y., & Liu, F. (2012). Sunlight-activated long-persistent luminescence in the near-infrared from Cr 3+-doped zinc gallogermanates. Nature materials, 11(1), 58-63.
(10) Ueda, J., Dorenbos, P., Bos, A. J., Kuroishi, K., & Tanabe, S. (2015). Control of electron transfer between Ce 3+ and Cr 3+ in the Y 3 Al 5− x Ga x O 12 host via conduction band engineering. Journal of Materials Chemistry C, 3(22), 5642-5651.
(11) Van den Eeckhout, K., Poelman, D., & Smet, P. F. (2013). Persistent luminescence in non-Eu2+-doped compounds: a review. Materials, 6(7), 2789-2818.
(12) Lastusaari, Mika, et al.  (2012). The Bologna Stone: history’s first persistent luminescent material. European Journal of Mineralogy 24.5, 885-890.
(13) Licetus F. (1640). Litheosphorus sive de lapide Bononiesi. University Library, Bologna, Italy.

---
EDIT (1): kleinere Korrekturen
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: etalon am 02 Aug 20, 14:48
Hallo Martin,

einen kleinen Beitrag meinerseits zu deiner beachtlichen Themensammlung. Auch wenn es makroskopisch kein Mineral ist, und es schon vor einiger Zeit aufgenommen wurde, kann ich es vielleicht doch hier zeigen, da es schön die persistente Lumineszenz zeigt.

Diesen Krebs aus den Solnhofener Plattenkalken habe ich von einem netten Menschen geschenkt bekommen. Dass die Plattenkalkfossilien unter UV-Licht lumineszieren, ist schon lange bekannt und wird auch bei deren Präparation genutzt, da die Kontraste auch kleinste Erhaltungen sichtbar machen.

Diese Fossilien sind oft aragonitisch oder/und phosphatisch erhalten, was ihre Lumineszenz erklärt, solange wie keine Quencher (Fe) mit eingebaut wurden, was an manchen Fundstellen häufig der Fall ist.

An diesem kleinen Kerl ist mir seinerzeit ein extrem deutliches, langes und helles Nachleuchten aufgefallen, was ich mal quick and dirty fotografisch festgehalten habe. Angeregt wurde mit UV @365nm.

Grüße Markus

EDIT: Interessant ist auch die unterschiedliche Farberscheinung der Photolumineszenz zur persistenten Lumineszenz...
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 09 Aug 20, 23:54
Hallo zusammen

Nachdem hier oben von Georg und von mir anderswo (Antwort 30 und folgende (https://www.mineralienatlas.de/forum/index.php/topic,51067.30.html)) schon die Frage zu Filterung bei Lumineszenzaufnahmen aufkam, habe ich eine kleine Reihe Bilder gemacht, die das Thema etwas beleuchten.

Das Stück ist Apatit mit gelbem Glimmer von Stbr Ernst & Kubischek, Grub, Rinchnach. Tut aber eigentlich nix zur Sache. Dass der Apatit rosa luminesziert - dazu gibts später mehr und hübschere Bilder (dauert aber noch). Hier ist mir wichtig, dass ich das Stück mit der UV-Taschenlampe beleuchte und mit dem Componon-S 85 mm revers am Balgen fotografiere - jeweils mit unterschiedlicher Filterkombination für Anregung (Lampe) und Emission (Objektiv). Die Bildbearbeitung (Farbeinstellung per Lightroom) ist für alle gleich (rechte Bilder) und orientiert sich an der besten Kombination des 1. Falls -Emission und Anregung gefiltert - im Vergleich zum visuellen EIndruck.

Gefiltert wird mit einem UG11 UV-Glas von Schott auf der UV-Lampe und einem UV/IR-Sperrfilter von Baader Planetarium am Objektiv (Danke Markus für den Tipp!).

(i) In der Kombination, in der beider Pfade gefiltert werden (d.h. UG11 vor Lampe, Sperrfilter vor Objektiv) kommt etwas heraus, was den visuellen EIndruck recht ordentlich widergibt.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1597008583.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1597008583.jpg)

(2) Wenn nur die Lampe mit UG11 gefiltert wird, die Emission ungefiltert passiert, kommt das folgende Bild heraus. Deutlich ist das intensive pinke Streulicht zu sehen, das ich im anderen Thread schon vorgetellt hatte.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1597008629.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1597008629.jpg)

(3) mit Filter auf dem Objektiv und ohne Filter auf der Lampe dominiert der Rest an Blau, der bei einer starken UV-Lampe halt doch noch mitkommt - und vor allem, den der Filter vor dem Objektiv durchlässt! Die Lumineszenz ist fast unsichtbar. Auch die Farbkorrektur kann nicht helfen.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1597008674.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1597008674.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1597010713.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1597010713.jpg)

(4) Ganz ohne Filter  schaut es nicht anders aus... Der Blauanteil ist eben so intensiv, dass das gestreute UV-Licht relativ gesehen keine Rolle spielt.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1597008715.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1597008715.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1597010671.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1597010671.jpg)

Fazit:
- Ungefilterte blaue Leuchterscheinung im Bild kann auch einfach nur der Blauanteil der Lichtquelle sein.
- Eine geeignet gefilterte UV-Quelle bringt einen großen Hub.
- Filterung der Emission entfernt dann noch ggf. auftretendes UV-Streulicht.

@Georg
Vielleicht hilft Dir das zu Deiner Frage von oben (#29 hier im thread)? Für den Baader Planetarium UV/IR-Sperrfilter finden sich die Filterdaten hier (https://www.baader-planetarium.com/de/uvir-sperr--l-filter.html). Bei B+W ist das äquivalente Filter das B+W 486 mit >10% Passbereich ca 380-700 nm  (Filterkurve (https://schneiderkreuznach.com/de/schutzfilter/uv-ir-sperrfilter)). Das B+W 093 ist ein reines IR-Langpassfilter (Filterkurve (https://schneiderkreuznach.com/de/fotooptik/b-w-filter/filtertypen/infrarotfilter)). P.S. Die Datenblätter gibt es als Downloads auf den Seiten.


Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 10 Aug 20, 21:47
Hallo zusammen,
hier nochmals die gestackten Aufnahmen, die die Filterwirkung zeigen.

Links: Anregung (UV LW) gefiltert mit UG11, Emission ungefiltert;     rechts: Anregung (UV LW) gefiltert mit UG11, Emission gefiltert mit Baader Planetarium UV/IR Sperrfilter. Leider sind die Perspektiven der Bilder etwas gegeneinander verdreht. Dennoch ist die Filterwirkung deutlcih zu sehen. Die Bildgröße beträgt rund 25 mm, Objektiv ist ein Componon-S.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1595840890.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1595840890.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1597088518.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1597088518.jpg)

Dazu nochmals das Stück im Weisslicht:

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1595866337.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1595866337.jpg)


Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 19 Aug 20, 17:36
Sodalith-Gruppe

Ein interessantes eBook zur Lumineszenz von Mineralien der Sodalith-Gruppe habe ich kürzlich gefunden:

The Sodalite Group Minerals (https://www.naturesrainbows.com/copy-of-sodalite-group-minerals) von Ludo van Goethem und Axel Emmermann (englisch).

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Peter-1 am 04 Oct 20, 12:21
Fluoreszenz / Lumineszenz ?

Von einem Mineraliensammler bekam ich einige Steinchen "trüber Zirkon".
Nicht bei allen Exemplaren zeigte sich diese Fluoreszenz so ausgeprägt, aber hier ein Stück mit kräftiger Fluoreszenz bei 365nm Anregung. Aufnahme am Olympus BH-2 Mikroskop und Beleuchtung mit einer Nichia LED und zusätzlich U-Filter von Baader zur sicheren Unterdrückung der noch sichtbaren Wellenlängenanteile über 380nm. Sperrfilter mit 410nm Kante. Bildbreite 6mm.  Bild 1 = Weißlicht , Bild 2 = UV-Anregung

Gruß
Peter
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Peter-1 am 04 Oct 20, 19:50
Als kleine Ergänzung zum Zirkon noch das Gammaspektrum. Es zeigt schwach, aber doch deutlich die Zerfallsprodukte der Uran-Radium-Reihe.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 06 Oct 20, 11:57
Hallo Peter

Die gelbe Lumineszenz von Zirkon stammt sehr wahrscheinlich von strahlungsinduzierten Fehlstellen (Strahlungsschäden). Diese Lumineszenz ist vergleichsweise schnelllebig. Wenn man Lenz (2020) dahingehend interpretiert, könnte es auch die Verbindung Strahlungsschäden mit Dy3+sein. Nicholas 1967 argumentiert mit Fehlstellen+Eu3+ und Gaft und Kollegen (1986/1987) bringen (VO4)3- ins Spiel...   Trotzdem ist Fluoreszenz als Mechanismus unwahrscheinlich,  weil es sehr erstaunlich wäre, wenn bei strahlungsinduzierten ungeordneten Fehlstellen rein nur erlaubte Übergänge vorliegen würden. Bei den genannten seltenen Erden stammt die Emission im wesentlichen aus verbotenen (spin-verbotenen) Übergänge, also eigentlich phosphoreszenter Charakter. So wie ich die Literatur zu Zirkon verstehe ist das ein eher komplexer Fall.

Gruß, Martin

(1) Nicholas, J. V. (1967). Origin of the luminescence in natural zircon. Nature, 215(5109), 1476-1476.
(2) Gaft, M. L., Zhukova, V. A., Rassulova, V. A., Rakov, L. T., & Zhurnal, M. (1986). The nature of photoluminescence of zircon. Mineralogicheskij Zhurnal, 8, 74-78.
(3) Gaft, Michael & A.A., Rogozhin & Rassulov, Viktor & V.A., Zhukova. (1987). The multicenter nature of the yellow photoluminescence of zircon. Mineralogical Journal. 9.
(4) Gaft, M., Panczer, G., Reisfeld, R., & Shinno, I. (2000). Laser-induced luminescence of rare-earth elements in natural zircon. Journal of Alloys and Compounds, 300, 267-274.
(5) Lenz, C., Belousova, E., & Lumpkin, G. R. (2020). The In-Situ Quantification of Structural Radiation Damage in Zircon Using Laser-Induced Confocal Photoluminescence Spectroscopy. Minerals, 10(1), 83.

 
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Feb 21, 17:02
Hallo zusammen,

es hat mir keine Ruhe gelassen - hier nochmals lumineszierender Wulfenit von unterschiedlichen Fundorten. Oben bei Weisslichtbeleuchtung, darunter bei UV 365 nm (Langwelle), jeweils Anregung und Detektion geeignet gefiltert.
Viel Spass beim Anschauen!

Gruß, Martin


Wulfenit

Jianshan Mine, Xinjiang, ChinaLos Lamentos, MexicoAhmad Abad Mine, Yazd Province, Iran
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1612799132.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1612799132.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590262877.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590262877.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1612798690.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1612798690.jpg)



Jianshan Mine, Xinjiang, ChinaLos Lamentos, MexicoAhmad Abad Mine, Yazd Province, Iran
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1612799190.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1612799190.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1590238427.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1590238427.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1612798778.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1612798778.jpg)



.

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Feb 21, 17:08
... kleiner Kommentar am Rand:
Ich sehe gerade, dass solche Bilder je nach Bildschirm *sehr* unterschiedlich herauskommen... dem werde ich mal nachgehen.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: guefz am 08 Feb 21, 19:43
Nicht jeder Monitor wird vom Hersteller farb-kalibriert, das kostet ja so fürchterlich viel, da ist man ja nicht mehr konkurrenzfähig...
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Feb 21, 19:58
Hallo Günter

Nein, da geht es um mehr als nur Farbkalibration!

Gemacht habe ich die Bilder am Mac (altes Macbook pro), wo der Hintergrund des Lumineszenzbildes des Wulfenits von der Jianshan Mine
gleichmässig samtschwarz erscheint, und die Farbnuancen des Wulfenits brillant sind.
Auf dem Monitor des anderen Rechners (auf dem für die Wiedergabe eine spezielle "ergonomische"? Farbdarstellung von Betriebssystemseite bei mattem Bildschirm bereitgestellt wird) sieht man beim selben Bild zusätzliche blaue Lichter im eher grauschwarzen Hintergrund, die Farben des Wulfenits erscheinen etwas "pastellartig" und kontrastarm.

Wie ist es bei Euch, seht Ihr im genannten Bild noch blaue Lichter?

Der Hersteller wirbt eben für derartige Einstellungen mit "besonders augenschonend bei langen Arbeitszeiten am Rechner" oder so. Mein Eindruck ist, dass letzterer Monitor schlicht schlechter ist. Jetzt muss ich es noch am dritten Rechner anschauen....

ABER evtl liegt es auch daran, dass am Mac die Bilddaten anders interpretiert werden, sprich andere Kurven für die Darstellung hinterlegt sind, da dieses Mac-Display eben glänzend (und nicht matt) ist...
Mir scheint, dass es zusätzlich einen signifikanten Unterschied gibt ob
Bild am PC erstellt -> am Mac dargestellt
oder Bild am Mac erstellt -> am PC dargestellt.
Kann es sein, dass die Betriebssysteme hier grundsätzlich unterschiedlich arbeiten? Wer weiss da was?


Wenn ich dazu komme, mache ich mal vergleichend Bilder (mit derselben Kamera) und zeig sie ...

Gruß, Martin


EDIT:
Ah. Jetzt hab ich grad meine Familie vom letzten Rechner vertrieben. Mattes Display, kein Mac (daran liegt es nicht)  aber eben nicht diese seltsame Spezialeinstellung des Notebooks - und siehe da: keine blauen Lichter (wie es natürlich sein soll!) im Hintergrund des Lumineszenzbildes des Wulfenits von der Jianshan Mine!

Jetzt werde ich schauen, ob ich dem Notebook diese (grottige!) Einstellung "augenschonenende Darstellung" abgewöhnen kann  -...
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: oliverOliver am 08 Feb 21, 20:38
mein Notebook (kein Mac) hat diese Einstellung anscheinend (zum Glück) nicht - Hintergrund der Stufe ist tiefschwarz, Kontrast ist gut ....
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: guefz am 08 Feb 21, 21:37
Bei der Farbkalibrierung für die Bildverarbeitung und auch Druckaufbereitung spielt nicht nur der Monitor eine Rolle, sondern natürlich auch das Betriebssystem und seine Software. Das muss alles aufeinander abgeglichen sein, beim Druck auch das Ausgabegerät, damit du überall das gleiche Farberlebnis hast. Bei deinem Notebook hat man offensichtlich nur an Büroarbeit gedacht und nicht an farbtreue Grafiken und Bilder. Wenn du es richtig gut machen willst, brauchst du ein Colorimeter, um den Monitor selber einzumessen und die Daten an die Software weiterzugeben. Profimonitore haben sowas eingebaut, da ist man dann aber schnell mal bei 3-5 k€ für den Monitor bei 4k Auflösung...
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Feb 21, 22:12
Hoi Günter

klar, in der Firma machen wir sowas. Ich war komplett überrascht, dass dieses angeblich so tolle Farbmanagement auf dem neuen (!) professionellen (!) Notebook (oh, ja, grad ein schöner Tippfehler Not-book) sooo schlecht für Bilder ist - was könnte man da nicht alles noch an Erlebnis aus Präsentationen herausholen... ;-)

Und: Bilder die aus einer anderen Quelle stammen (eben von einem PC und nicht vom Mac) werden anders dargestellt. Dem muss ich nochmal nachgehen: Ich werd mal versuchen, das eine Bild auf einem (anderen) PC zu bearbeiten und dann schaun, was passiert.

Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: etalon am 09 Feb 21, 09:45
Hoi Martin,

also auf meinem (kalibrierten) Mac-Display und auf meinem IPad sieht es einwandfrei schwarz aus.

Grüße Markus
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 15 Feb 21, 17:25

Scheelit, bei 365 nm Anregung rot-orange leuchtend zusammen mit Fluorit (blau) und Calcit (schwach rötlich).
Grube Clara, Bildbreite 4,5 mm.

Gruß, Martin


(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1613406148.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1613406148.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1613405937.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1613405937.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 28 Feb 21, 23:41
Gelbflechte: intensive Fluoreszenz von biologischen Substanzen

Die Gelbflechte schaut schon unter Tageslicht recht farbintensiv aus. Unter Anregung mit UV-Licht (hier 365 nm, gefiltert, detektionsseitig ebenfalls gefiltert) leuchten sie hell auf. Die rote Fluoreszenz stammt vom Chlorophyll der Algen, die sich mit Pilzen zur Lebensform der Flechten zusammengetan haben. Woher die anderen Farben stammen, weiß ich leider nicht.

Derlei biogene Lumineszenz kann einem auch auf einem Stein begegnen, dazu später mehr. Hier wollte ich nur mal ein schönes Beispiel einer Fluoreszenz bringen. Wer mag: Zucchini schauen auch sehr interessant aus  ;)

Liebe Grüße und viel Spaß beim Anschauen.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1614551712.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1614551712.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1614551529.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1614551529.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: oliverOliver am 01 Mar 21, 20:25
Zitat
Wer mag: Zucchini schauen auch sehr interessant aus 

glaub ich dir sofort - hab ich aber trotzdem lieber in der Pfanne als vor der Linse!
 ;D

jedenfalls danke für das sehr interessante Flechtenfoto!
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 11 Jul 21, 23:35
Metamunirit - NaV5+O3

Nach längerer Zeit wieder etwas leuchtendes. Metamunirit (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Metamunirit) ist ziemlich empfindlich, wasserlöslich und nicht ganz gesund. Zum Präparieren für Lumineszenzaufnahmen also etwas unangenehm, leicht brechen Nadeln ab und fliegen durch die Gegend. Fussel und Staub bleiben leicht hängen - Abwaschen geht nicht... Also sind die leuchtend blau-weissen Fusseln aus Papier und Kleidung dann leider doch im Bild.

Metamunirit -  D-Day #1 Mine, Grand Co., Utah, US. Die Bildgrößen stehen in den Bildern dabei, die Ausschnitte sind um 5 mm, die Übersicht um 20 mm groß. Zwischen den Lumineszenz- und den Weisslichtbildern hatte ich die Stufe gedreht, es ist also nicht derselbe Bildausschnitt.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1626038810.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1626038810.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1626038772.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1626038772.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1626038617.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1626038617.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1626038653.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1626038653.jpg)



Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 28 Jul 21, 19:43
Sphalerit und Greenockit

Sphalerit, ZnS und Greenockit CdS, sowie Mischformen, etwa (Zn,Cd)(S,Se) sind lange bekannte und vielfach genutzte Leuchtstoffe (Phosphore). Dotiertes (d.h. mit Fremdionen versetztes) ZnS kann unter anderem
Photolumineszenz, Elektrolumineszenz, Tribolumineszenz, persistente Lumineszenz, Thermolumineszenz, Cathodolumineszenz aufweisen - ist also als Stoffsystem sehr vielseitig geeignet und wird entsprechend produziert.

Als Minerale zeigen Sphalerit und Greenockit zumindest einen Teil der Phänomene, die beim synthetischen Stoff natürlich gezielt optimiert und verändert werden. Die Lumineszenz von Sphalerit muss keineswegs orange sein, auch blau und grün sind als Lumineszenzfarben möglich. Die Lumineszenzfarbe hängt dabei am Aktivator, der als Fremdion eingebaut ist. Die häufigsten Formen sind:

ZnS:Mn → orangerot
ZnS:Ag → blau
ZnS:Cu → Grün

Zusätzliche Anteile an Cd verschieben das Spektrum. Die angegebene Literatur ist nur ein Startpunkt.


Sphalerit, Fundorte (von oben): Brand-Erbisdorf, Mohorn, Obernberg, Obernberg (Detail).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627490871.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627490871.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627490961.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627490961.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627491323.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627491323.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627491547.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627491547.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627491128.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627491128.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627491212.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627491212.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627491658.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627491658.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627491807.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627491807.jpg)

Greenockit (Siglo XX, Bolivien):

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627491955.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627491955.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627492060.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627492060.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627492121.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627492121.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627492173.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627492173.jpg)



Poelman, D., Van Haecke, J. E., & Smet, P. F. (2009). Advances in sulfide phosphors for displays and lighting. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 20(1), 134-138.
Smet, P. F., Moreels, I., Hens, Z., & Poelman, D. (2010). Luminescence in sulfides: a rich history and a bright future. Materials, 3(4), 2834-2883.
Williams, F. E. (1957). Nature of Luminescent Centers in Alkali Halide and Zinc Sulfide Phosphors. JOSA, 47(10), 869-876.
Bube, R. H. (1953). Electronic transitions in the luminescence of zinc sulfide phosphors. Physical Review, 90(1), 70.
Thornton, W. A. (1956). Electroluminescence in zinc sulfide. Physical Review, 102(1), 38.
Lehmann, W. (1963). Electroluminescent (Zn, Cd) S: Cu Phosphors. Journal of The Electrochemical Society, 110(7), 759.

Yen, W. M., & Weber, M. J. (2004). Inorganic phosphors: compositions, preparation and optical properties. CRC press.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 01 Aug 21, 17:39
Hydrozinkit

Hydrozinkit leuchtet blau... oder? Unter Beleuchtung mit 365 nm ist das nicht unbedingt der Fall. Da kann der visuelle Eindruck der Lumineszenz auch weiss, gelblich - oder eben grün sein. Grün? Uranyl macht es möglich... Die Stücke sind vom Bleibergbau Obernberg im Wipptal. Besonders hübsch ist das kleine unbekannte Kristallaggregat auf der grün leuchtenden Hydrozinkit-Wiese.

Viel Spass beim Betrachten!
Grüße, Martin

Hydrozinkit vom Bleibergbau Obernberg, BB 24 mm,Uranyl-haltig Obernberg, BB 6.2mm, Detail mit unbekanntem Mineral BB 0.8mm.
Oben unter Weißlicht, unten unter UV 365nm.


(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627830643.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627830643.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627830813.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627830813.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627831023.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627831023.jpg) 

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627830733.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627830733.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627830958.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627830958.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627831129.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627831129.jpg)




#
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 19 Sep 21, 14:05
Klassische Leuchtstoffe: dotiertes Zinksulfid (Sphalerit, Wurtzit)

Zinksulfid (ZnS, mit Sphalerit- und Wurtzitstruktur) wird als Wirtsgitter für eine breite Vielfalt an Leuchtstoffen eingesetzt: z.B. als Konverter in Leuchtstoffröhren, als nachleuchtende Sicherheitsphosphore, für elektrolumineszente Displays aber auch für Sonderanwendungen. Bekannt sind vorallem ZnS:Ag (blau), ZnS:Cu (grün), ZnS:Mn (orange) wobei jeweils neben den genannten Aktivatoren (d.h. Ionen die als Leuchtzentren fungieren) noch weitere Ionen kodotiert werden, um gewünschte Eigenschaften zu verbessern oder per Energietransfer das Anregungsspektrum anzupassen. Als Leuchtzentren können auch weitere Ionen wie z.B. Pb2+, RE2+/3+ (Seltenerdionen) dienen.

Im Folgenden wird die Synthese von Mangan-dotiertem Sphalerit (ZnS:Mn2+) aus allgemein zugänglichem Material beschrieben, um zu veranschaulichen, wie künstliches und natürliches Material zusammenpassen. Außerdem möchte ich zeigen, dass die zugrundeliegende Chemie durchaus nachvollziehbar ist. Anmerken möchte ich, dass hier keine Anleitung gegeben wird, um Leuchtstoffe zu fertigen. Auch ist die hier vorgestellte Methode nicht produktionsrelevant oder optimiert - wurde dafür aber mit haushaltsnahen Mitteln durchgeführt. Zudem wurde darauf geachtet, möglichts keine problematischen Abfälle zu erzeugen. Wer genaueres wissen möchte findet vielfältige Literatur und Rezepturen im Internet.

Ausgangsmaterialien

Zinkoxid, ZnO (Kosmetikherstellung)
Essigessenz (Essigsäure; Haushaltsbedarf)
Schwefel, S  (Nahrungsergänzungsmittel; Heilmittel)
Soda, Na2CO3 (Haushaltsbedarf)
Kaliumpermanganat, KMnO4 (Altbestand aus Apotheke)
Natriumdithionit Na2S2O4

Tiegel mit Deckel (Geschenk - Danke sehr :-) - bzw. via Amazon bzw. Blumentopf)
Gaskocher (Campingbedarf)
Metallgitter (Baumarkt)

Waage
Mörser mit Pistill (Küchenbedarf)
Glasgefäße (Küchenbedarf)
Spatel (Metalllöffel)
Filter, Heizplatte...

Beschreibung

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1631912225.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1631912225.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1631912258.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1631912258.jpg)

Für diesen Syntheseansatz muss eine Zinkverbindung mit den Dotierstoffen und Schwefel gemischt und (um 1000°C) geglüht werden. ZnO ist als hochschmelzendes Oxid (Schmelzpunkt 1975°C) nur bedingt geeignet, ZnCO3 ist bevorzugt.
Deshalb wird zunächst ZnO in Essigsäure (Essigessenz; im Überschuß) gelöst. In einem zweiten Becher wird Soda  (Na2CO3) gelöst. VORSICHT! Deutlich basische Lösung! Giesst man langsam die entstandene Zinkacetat-Lösung (ZnO gelöst in Essigsäure) in die Soda-Lösung, so fällt ZnCO3 aus, siehe Bild. Idealerweise wird gleichzeitig die Lösung neutralisiert. Um möglichst alles gelöste Zink zu fällen, sollte auch hier in einem Na2CO3-Überschuß gearbeitet werden. Das gefällte Produkt wird abgefiltert und getrocknet.

Im nächsten Schritt wird eine stöchiometrisch (rund Zn:Mn=100:1 per Atome) angesetzte Menge in Wasser gelöstem KMnO4 mit dem ZnCO3 innig gemischt und schliesslich mit etwas Dithionit reduziert. Das getrocknete Zwischenprodukt ist ein beiges Pulver.

Nun wird eine stöchiometrische (Zn:S=1:1) Menge Schwefel abgewogen. Um Verluste bei der Glühung abzufangen, wird etwa 50% zusätzlich zugegeben. Schwefel mit dem vorbereiteten, bereits mit Mangan gemischtem ZnCO3  im Mörser sauber vermengen.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1631912282.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1631912282.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1631912306.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1631912306.jpg)
In diesem Schritt kann auch statt des reinen Schwefels eine Flux-Mischung aus Na2CO3 verwendet werden, was sich günstig auf die Reaktion und die Aufarbeitung auswirkt, da sich neben ZnS auch Na2SO4 als Produkt bildet. Kurzum: im Waschschritt stinkt es dann deutlich weniger....
Genauer möchte ich hier nicht darauf eingehen, in der Literatur finden sich Beschreibungen.

Ein Tiegel wird befüllt (siehe Bild) wobei sowohl als unterste wie auch als abschließende Lage Schwefel (bzw. Fluxmischung) eingebracht wird. Der Tiegel wird mit einem Deckel versehen, um den Verlust von Schwefel durch Oxidation zu verringern.
Die Mischung im Tiegel wird geglüht (1-2h bei rund 1000°C-1100°C).
Anmerkung: Genauer gesagt wurde es hier auf einem Gaskocher (Campingbedarf) geglüht. Dort dürften die Temperaturen eher bei 800-900°C liegen, also eigentlich zu niedrig.

Das Ergebnis dieser 1. Glut (siehe Bid) ist noch etwas unansehnlich. Es enthält neben dem Produkt ZnS:Mn noch S und Na2SO4 sowie weitere Nebenprodukte. Aufgrund der niedrigen Glühtemperatur dürfte auch elementarer Kohlenstoff präsent sein, der das Material grauschwarz färbt und eine unmittelbare Lumineszenz unterbindet.

Der Sinterkegel wird anschliessend in Wasser gewaschen. In diesem Schritt merkt man deutlich den Unterschied zwischen reinem Schwefel und einer Fluxmischung. Dann wird abdekantiert und der Feststoffanteil erneut aufgeschlämmt und gewaschen. Nach mehrfachem Waschen den Feststoffanteil abfiltern und trocknen, wieder in einen Tiegel füllen und festdrücken. Ein zweites Mal - nun bei offenem Tiegel, weil jetzt Sauerstoffzutritt erwünscht ist - tempern. Dabei brennt überschüssiger Schwefel und schliesslich auch der Kohlenstoff ab. Das Bild zeigt in situ (also noch auf dem Gaskocher) das bereits geläuterte ZnS:Mn im Tiegel unter UV - es leuchtet...

Das Pulver aus dem Tiegel nehmen. Nach Bedarf nochmals waschen und auflockern. Während unter Weisslicht das Pulver leicht beige aussieht, leuchtet es unter UV 365nm orange wie das natürliche Pendant (siehe Bilder)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1631912329.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1631912329.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1632042582.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1632042582.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1632042732.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1632042732.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1627491547.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1627491547.jpg)


Diese Synthesvorschrift ist nicht optimal. Es gibt Alternativen, u.a. wird zunächst ZnS aus einer Fällungsreaktion erzeugt und bereits in diesem Stadium mit Mn gemischt. Oder es wird eine Zinkverbindung mit H2S umgesetzt. Technisch gibt es weitere Verfahren.

Zinksulfid-Leuchtstoffe mit anderen Dotierungen können in analoger Weise hergestellt werden. Wichtig ist allerdings, jeweils die sinnvollen Konzentration der Dotierstoffe zu beachten. Zum Beispiel führt nur eine sehr geringe Cu-Dotierung (etwa Zn:Cu=100000:1 per Atom) zu einem grünen Leuchtstoff. Zuviel Kupfer unterdrückt die Lumineszenz.  Insofern dürfte es in natürlichem Sphalerit unwahrscheinlich sein, dass die Cu-Lumineszenz beobachtet wird.

Grüße, Martin

Ein bisschen Literatur
Poelman, D., Van Haecke, J. E., & Smet, P. F. (2009). Advances in sulfide phosphors for displays and lighting. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 20(1), 134-138.
Smet, P. F., Moreels, I., Hens, Z., & Poelman, D. (2010). Luminescence in sulfides: a rich history and a bright future. Materials, 3(4), 2834-2883.
Williams, F. E. (1957). Nature of Luminescent Centers in Alkali Halide and Zinc Sulfide Phosphors. JOSA, 47(10), 869-876.
Bube, R. H. (1953). Electronic transitions in the luminescence of zinc sulfide phosphors. Physical Review, 90(1), 70.
Thornton, W. A. (1956). Electroluminescence in zinc sulfide. Physical Review, 102(1), 38.
Lehmann, W. (1963). Electroluminescent (Zn, Cd) S: Cu Phosphors. Journal of The Electrochemical Society, 110(7), 759.

Yen, W. M., & Weber, M. J. (2004). Inorganic phosphors: compositions, preparation and optical properties. CRC press.


P.S. Ich werde den Beitrag sicher noch überarbeiten und ggf. wird daraus ein Artikel fürs Lexikon.

##
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 03 Oct 21, 23:19
Hallo zusammen

Meine Beiträge zu Sphalerit sind in die Mineralbeschreibung von Sphalerit (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Sphalerit) übernommen worden - ich bin nicht sicher, ob ich in der Form glücklich darüber bin.

(1) Das Thema "Synthese von Zinksulfid-Leuchtstoffen - ZnS:Mn" war eigentlich für anderswo vorbereitet - und noch nicht fertig (siehe meine Notiz unter P.S im vorangegangenen Beitrag vom 19.9.2021). Der andere Teil (Beitrag vom 28.07.2021) wäre eher als Erweiterung für das Mineralienportrait (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Mineralienportrait/Sphalerit) gedacht, in dem zum Thema Lumineszenz kaum etwas steht. Ja, die Mineralienbeschreibung zu Sphalerit wird durch die Information ergänzt. Aber vielleicht auch unübersichtlich. Für mich ist die jetztige Situation nicht befriedigend.

(2) Bitte in Zukunft, wenn ein Beitrag aus dem Forum in das Lexikon übernommen wird, den Bezug herstellen - da geht es um Kontext und Zuordnung. Das lässt sich durch zwei Massnahmen gut erreichen. Einmal einen Link auf den Forumsbeitrag mit im Lexikon einbinden und einmal auf den Forumsbeitrag antworten "Ich habe diesen Beitrag unter <Verweis auf Lexikon> eingebunden." So habe ich als Originalautor dann die Chance, Änderungen und Korrekturen anzubringen. Im ungünstigsten Fall landen sonst drei Kopien im Mineralienatlas unter verschiedenen Kategorien (Forum - Mineralienbeschreibung - Lexikoneintrag zur Lumineszenz) die sich widersprechen - und ich als Originalautor weiss nur von einer (nämlich aktuell den Beitrag im Forum...).

(3) Bitte macht eine Notiz zum Urheber/Originalautor. Wenn ergänzt wird, z.B. Autor:XY, Überarbeitung: QR oder so.

Mir geht es nicht darum, dass ich nicht grundsätzlich einverstanden bin, dass jemand aus dem Forum ins Lexikon kopiert. Ich finde das im Gegenteil hervorragend (Danke Markus!). Dennoch möchte ich bitten, dass wir uns gegenseitig darüber informieren und die Verweise/Urheberschaften etc. sinnvoll einbeziehen. Danke.

Grüße,
Martin

P.S. Ich mache mir Gedanken, wie ich es vorschlagen würde  und melde mich hierzu wieder.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 04 Oct 21, 08:25
Danke Markus für die prompte Reaktion!

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: felsenmammut am 04 Oct 21, 08:39
Glück Auf!

Lynx, ohne Dir wiederschreiben zu wollen, Du warst jetzt einfach schneller. Mein Beitrag in dieser Diskussion musste auf die nächste Sitzung verschoben werden. Ich habe die Forumsbeiträge zur Fluoreszenz beim Sphalerit in die Mineralienseite Sphalerit übernommen, um ein umfangreicheres Beispiel zu haben. Etwas spät erst viel mir Deine Abschlussnotiz auf, dass Du speziell mit diesem Beitrag selber noch Weiteres planst. Da wollte ich nicht alles wieder löschen, was aber problemlos geschehen kann, falls eine von meinem Vorschlag abweichende Lösung angestrebt wird. Mit dem Beispiel wollte ich einige Punkte zur Diskussion stellen, die Du jetzt auch schon angeschrieben hast.

Da mein Anliegen zum Übernehmen von Beiträgen aus dem Forum aber eher allgemeiner Forumsstoff ist und ich die Lumineszenzbeiträge nicht damit verwässern will, habe ich die Diskussion in einem anderen Beitrag fortgeführt: https://www.mineralienatlas.de/forum/index.php/topic,54496.msg370621/topicseen.html#new

Mit freundlichen Grüßen

Das Felsenmammut
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 07 Oct 21, 23:02
Hallo zusammen

Hab die Lumineszenz von Sphalerit in die Sektion "Lumineszenz" des Mineraliensteckbriefs (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Sphalerit)  eingebunden. Markus, passt das für Dich so? Ich würde dann den anderen Teil entfernen (wobei es mir wirklich leid tut, Deine Mühen und Deine Arbeit wieder zu löschen   :( ).

Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bode am 17 Oct 21, 19:22
Hallo

Hier zwei Fotos einer MM Stufe von der Halde der Concordia Hütte. Ich wollte eigentlich nur den Anglesit auf Simonkolleit fotografieren welche sich in einer kleinen Spalte befinden, aber durch die Tiefe und den daraus resultierenden schlechten Lichteinfalles kamen die Kristalle nicht zur Geltung. Beim kurzen anleuchten mit der UV Lampe fiel mir die Lumineszenz auf, also nochmals unter UV Licht 365nm, 460 Aufnahmen. Das Ergebnis deutlich sichtbar Hydrocerussit klar leicht bläulich, Zinkit grün und Leadhillit gelb-orange mit roten Flecken. Anglesit und Simonkolleit versinken im Nirwana.

Viele Grüße
Georg Bode
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bode am 05 Nov 21, 15:53
Hallo
heute nochmals eine Stufe von der Concordiahalde.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1636123060.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1636123060.jpg)

Viele Grüße
Georg Bode
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bode am 27 Nov 21, 15:04
Hallo,
hier nochmal 2 Aufnahmen von Monohydrocalcit und Ettringit unter UV Licht, Fundort ist die Halde der Concordiahütte

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1637777232.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1637777232.jpg),(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1637774429.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1637774429.jpg)

Viele Grüße
Georg Bode
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Dec 21, 17:53
Hallo zusammen

nachdem ich schon die Bleimineralien Cerussit,  Leadhillit, Mimetesit und Wulfenit vorgestellt hatte (s.o.), fehlte mir bislang noch ein Pyromorphit.

Pyromorphit

Nun also: eine Gruppe recht hell leuchtender Pyromorphite von der Grube Rosenberg, Braubach (https://www.mineralienatlas.de/?l=3936). Die Bildbreite ist 5 mm.
Es fällt auf, dass diese Pyromorophite recht klar sind und etwas beige daherkommen, also eben nicht intensiv gelb oder grün gefärbt sind. In ihrer Lumineszenzfarbe ähneln sie Cerusssit - lassen sich damit deutlich vom Apatit unterscheiden. Außerdem ist bei manchen der Kristalle eine deutliche Zonierung zu sehen.

Grüße, Martin

Pyromorphit (Grube Rosenberg, BB 5 mm):

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1638981539.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1638981539.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1638981401.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1638981401.jpg)


Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 11 Dec 21, 16:49
Hallo zusammen

Ein wasserklarer Fluorit von der Grube Clara (BB 3.1 mm) zeigt unter UV (LW 365 nm, Anregung und Emission gefiltert) die typisch blaue Lumineszenz. Unter UV sind in der Kristallgruppe zudem  Zonierungen sichtbar, die bei Tageslicht nicht auszumachen sind - gerade im beigeordneten (hier nicht erxtra gezeigten) größeren Bildausschnitt. Etwa verwirrend erscheint auch die nur unter UV gut sichtbare Ecke des zweiten Kristall, links auf halber Höhe des markanten Fluorits - aber sie ist da, nur unter Tageslicht nicht wirklich kontrastreich zu fotografieren....

Viel Spass beim Anschauen und Grüße, Martin


Fluorit Grube Clara, BB 3.1 mm unter Tageslicht und UV 365 nm.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639237239.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639237239.jpg)     (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639237290.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639237290.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 14 Dec 21, 21:33
Weinstein

Weinstein (bei mir aus einem Rotwein) leuchtet türkis, zwischen blau und grün, unter 365 nm Anregung. Auf einem anderen Korken war die Farbe eher gelblich - vielleicht gibt es auch noch mehr Variation? Nachdem es organische Kristalle sind, dürfte es sich dominant um eine Fluoreszenz handeln....  ;)  Hübsch anzuschauen ist es allemal.

Grüße, Martin


Weinstein unter UV und unter Weißlicht (BB 4.2 mm bzw. 3.2 mm):

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639513674.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639513674.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639513555.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639513555.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: rapplerEx am 14 Dec 21, 22:05
Hallo,

das ist ja was ganz interessantes...

Ich wohne mitten in der Weinpfalz, bin keiner Flasche abgeneigt, eine Fluoreszenzlampe (bin Briefmarkensammler) habe ich:

will heißen, alle demnächst geleerte Flaschen werden auf Weinstein durchleuchtet.

Gruß aus der Pfalz

Robert


Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 14 Dec 21, 22:25
Na dann: zum Wohl!  :)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 17 Dec 21, 19:16
Hallo zusammen

jetzt hab ich noch weitere Bleimineralien zusammengetragen:

Cerussit
Dieser Cerussit von der Grube Glücksrad leuchtet ungewöhnlicher Weise deutlich grünlich unter UV (BB1.9 mm). Allerdings habe ich bislang keine weitere Hinweise, warum dies so ist - aller andern leuchteten bislang in Gelbtönen.

Anglesit
Ein leuchtendes Raumschiff ist gelandet. Hellgelb leuchtender Anglesit von der Grube Glücksrad, BB 2.3 mm, Detail 0.8 mm.

Pyromorphit    Mimetesit
Von der Grube Clara stammt ein deulich orange leuchtender Mimetesit, BB 2.8 mm.
EDIT: Leider habe ich hier zwei Stufen verwechselt. Bei diesem Stück handelt es sich um arsenfreien, Seltenerd-haltigen Pyromorphit und nicht um Mimetesit. -lynx-

Laurionit
In der Schlacke von Thorikos (Laurion)  finden sich viele hell lumineszierende Bleimineralien, unter anderem dieser feine Laurionit (BB 3.7 mm). Durch einen Lichtleitungseffekt ist die Lumineszenz nur an den Kanten sichtbar, das Stück schaut sehr grafisch aus.




Viel Spass beim Anschauen!

Grüße,
Martin



(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639764161.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639764161.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639763110.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639763110.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639763145.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639763145.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639763407.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639763407.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639763606.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639763606.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 22 Dec 21, 14:08
Apatit

Die Apatitstruktur ist - wie auch die Granatstruktur - sehr gut geeignet, Leuchtzentren aufzunehmen, und entspechend sind viele Mineralien mit Apatitstruktur fähig, zum Teil intensive Lumineszenz zu zeigen. Pyromorphit und Mimetesit hatte ich grad vorhin gezeigt. Nun folgen eine Reihe Fluorapatite von verschiedenen Fundstellen. Häufige Aktivatoren in Apatit sind Mn2+, Ce3+, Eu2+ - was in Fluorit den häufigsten Aktivator darstellt - und Sm3+. Weitere Aktivatoren können vorliegen und auch die genannten können teilweise in anderen Oxidationsstufen eingebaut werde, so z.B. Mn3+ oder Mn5+, sowie Eu3+ oder Sm2+. Welche Oxidationsstufe vorliegt, hängt intrinsisch an der elektronischen Struktur des Apatits, an der Lage der Niveaus der eingebauten Ionen und nicht zuletzt auch ganz deutlich an den Bildungsbedingungen. Die üblichen Formen sind aber:


Da z.B. Eu2+ zusammen mit Mn2+ oder/und Sm2+ vorkommt, ergeben sich daraus schon einige Frabtöne:
Eu2+ mit Mn2+  helles magenta bis orange
Eu2+ mit Sm3+  intensiveres magenta

Die Literatur dazu reiche ich noch nach.

Die Beispiel unten zeigen gelb lumineszierenden Apatit von Sadisdorf, von Grub die Farben magenta  (mit Detail; vmtl. Eu2+ mit Sm3+ und wenig Mn) gelb sowie orange (vermutlich dominant Sm3+) und einen pink leuchtenden Apatit aus der Eifel.
Viel Spass beim Anschauen!



Sadisdorf (2.85 mm), Grub (2.7 mm), Detail (0.7 mm)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1640175275.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1640175275.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1640175702.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1640175702.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1640175727.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1640175727.jpg)


Grub (0.8 mm), Grub (3.45 mm), Wingertsberg (2.85 mm)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1640176335.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1640176335.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1640175657.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1640175657.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1640175424.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1640175424.jpg)



 
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: ZEO am 22 Dec 21, 18:19
Hallo Martin,

ganz aktuell ist dazu ein Artikel erschienen von John Rakovan: Fluorescence Zoning: Examples in Apatite. Rocks & Minerals Volume 97, Nr. 1 (2022) S. 36-47. Ich habe leider nur Zugang zur Zusammenfassung.

Beste Wünsche für die Feiertage

Jürgen
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 22 Dec 21, 22:39
Hallo Jürgen,

Dankesehr, ich schau es mir mal an. Ansonsten muss ich meine Literatur noch sortieren, deshalb dauerts noch ...

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 28 Dec 21, 19:19
@ Apatit - Literatursammlung

Übersichten:
-Waychunas, G. A. (2002). Apatite luminescence. Reviews in mineralogy and geochemistry, 48(1), 701-742.
-Waychunas, G. A. (2018). 19. Apatite Luminescence. In Phosphates (pp. 701-748). De Gruyter.
-Gaft, M., Reisfeld, R., & Panczer, G. (2015). Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. 2nd ed. Springer.

Einzelne Themen
Thermischer Einfluss, Ce3+
-Chindudsadeegul, P., & Jamkratoke, M. (2018). Effect of heat treatment on the luminescence properties of natural apatite. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 204, 276-280.

Eu2+, Eu3+
-Kottaisamy, M., Jagannathan, R., Jeyagopal, P., Rao, R. P., & Narayanan, R. (1994). Eu2+ luminescence in M5 (PO4)3X apatites, where M is Ca2+, Sr2+ and Ba2+, and X is F-, Cl-, Br- and OH-. Journal of Physics D: Applied Physics, 27(10), 2210.
-Gaft, M., Reisfeld, R., Panczer, G., Shoval, S., Champagnon, B., & Boulon, G. (1997). Eu3+ luminescence in high-symmetry sites of natural apatite. Journal of Luminescence, 72, 572-574.
-Jagannathan, R., & Kottaisamy, M. (1995). Eu3+ luminescence: a spectral probe in M5 (PO4) 3X apatites (M= Ca or Sr; X= F-, Cl-, Br-or OH-). Journal of Physics: Condensed Matter, 7(44), 8453.
-Graeve, O. A., Kanakala, R., Madadi, A., Williams, B. C., & Glass, K. C. (2010). Luminescence variations in hydroxyapatites doped with Eu2+ and Eu3+ ions. Biomaterials, 31(15), 4259-4267.

Seltenerd-Lumineszenz
-Reisfeld, R., Gaft, M., Boulon, G., Panczer, C., & Jørgensen, C. K. (1996). Laser-induced luminescence of rare-earth elements in natural fluor-apatites. Journal of Luminescence, 69(5-6), 343-353.
-Czaja, M., Bodył, S., Głuchowski, P., Mazurak, Z., & Strek, W. (2008). Luminescence properties of rare earth ions in fluorite, apatite and scheelite minerals. Journal of alloys and compounds, 451(1-2), 290-292.
-Romppanen, S., Häkkänen, H., & Kaski, S. (2021). Laser-induced time-resolved luminescence in analysis of rare earth elements in apatite and calcite. Journal of Luminescence, 233, 117929.
-Gaft, M., Reisfeld, R., Panczer, G., Boulon, G., Shoval, S., & Champagnon, B. (1997). Accommodation of rare-earths and manganese by apatite. Optical Materials, 8(1-2), 149-156.

Mn2+, Mn5+
-Cherniak, D. J. (2005). Uranium and manganese diffusion in apatite. Chemical Geology, 219(1-4), 297-308.
-Li, Y., Klein, C. P. A. T., Zhang, X., & De Groot, K. (1993). Relationship between the colour change of hydroxyapatite and the trace element manganese. Biomaterials, 14(13), 969-972.
-Korte, S., Lindfeld, E., & Jüstel, T. (2018). Flicker reduction of AC LEDs by Mn2+ doped apatite phosphor. ECS Journal of Solid State Science and Technology, 7(3), R21.
-Wortman, D. E., & Morrison, C. A. (1995). Analysis of the energy levels of Mn2+ in halo apatite structures. Optical Materials, 4(4), 487-505.
-Ravindranadh, K., Ravikumar, R. V. S. S. N., & Rao, M. C. (2016, May). Luminescent properties of Mn2+ doped apatite nanophosphors. In AIP Conference Proceedings (Vol. 1728, No. 1, p. 020079). AIP Publishing LLC.
-Suitch, P. R., LaCout, J. L., Hewat, A., & Young, R. A. (1985). The structural location and role of Mn2+ partially substituted for Ca2+ in fluorapatite. Acta Crystallographica Section B: Structural Science, 41(3), 173-179.
-Reiche, I., Vignaud, C., Champagnon, B., Panczer, G., Brouder, C., Morin, G., ... & Menu, M. (2001). From mastodon ivory to gemstone: The origin of turquoise color in odontolite. American Mineralogist, 86(11-12), 1519-1524.


Uranyl
Panczer, G., Gaft, M., Reisfeld, R., Shoval, S., Boulon, G., & Champagnon, B. (1998). Luminescence of uranium in natural apatites. Journal of alloys and compounds, 275, 269-272.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 04 Jan 22, 00:23

M2+SO4·xH2O mit M=Ca, Sr, Ba: Gips - Coelestin - Baryt

In dieser Abfolge werden die stabilen Erdalkali-Sulfate verglichen#, wobei der Ionenradius von Ca nach Ba deutlich zunimmt. Zahlreiche Fremdionen oder Störstellen können zu Lumineszenz führen. Die stabilen Erdalkalisulfate - Mg-Sulfate sind wasserlöslich, natürliches BeSO4 ist mir unbekannt, sind so einerseits durchaus brauchbare Wirtsgitter für Leuchtstoffe, andererseits zeigen sie auch leicht weitere Effekte wie Thermolumineszenz oder Nachleuchen. Dazu aber später mehr, erst zu den Bildern.

Gips:
(A) Gips kann sehr unterschiedlich lumineszieren, meiner - vermutlich aus Kasachstan - leuchtet orange unter 365 nm und zeigt - unter UVC Beleuchtung auch für ein paar Sekunden ein Nachleuchten. Bildbreite 59 mm
(B) Zum Vergleich unter Weißlicht - jeweils mit einem kleinen photographischem Kniff ;-)

Coelestin:
(C) Auch Coelestin weist keine intrinsische Lumineszenz auf. Aufgrund von Fremdionen oder Fehlstellen können so verschiedene Lumineszenzfarben auftreten, gegebenenfalls auch gemischt. So ergibt sich - wie in dem hier gezeigten Fall - eine helle weiße Emission mit ebenfalls deutlich sichtbarem Nachleuchten. Bildbreite 59 mm
(D) Unter Weißlicht.

Baryt (in drei verschiedenen Farben):
(E) Intensiv orange leuchtet Baryt von Menzenschwand (links im Bild), hier zusammen mit grün lumineszierenden Uranmineralien (Autunit und Uranophan). Der Farbvergleich zu Calcit von Franklin/Sterling Hill (rechts) bietet sich an: dieser leuchtet tiefrot und wird an manchen Stellen vom enorm intensiven grünen Leuchten des Willemits überstrahlt - an manchen Stellen erscheint deswegen gelb als additive Mischfarbe. Das Bild ist mit UVA 365 nm aufgenommen, BB ist 59 mm.
(F) Unter UVC 275 nm (von einer LED-Taschenlampe) leuchtet der Baryt kaum noch, während der Rest fast unverändert wahrnehmbar bleibt.
(G) Dasselbe unter Weißlicht
(H) Und das könnte ich mir nicht verkneifen: ein oranger Menzenschwander Barytfisch mit gefährlich grün leuchtenden Uran-Augen... ;D
(I) ... der Barytfisch unter Weißlicht
(J) Vom Bergmannskopf bei Gräfenroda kommt der weiß leuchtende Baryt, der auf einem Aggregat grün lumineszierender (! hab ich so noch nicht gesehen) Quarze sitzt. UVA 365 nm, Bildbreite 3.2 mm.
(K) Und in Blau leuchtend mit beige-rosa Einschlüssen kommt der letzte Baryt von der Grube Clara. UVA 365 nm, BB 3.7 nm.

Eine genauere Beschreibung der Lumineszenz folgt dann später in einem der nächsten Beiträge.

Viel Spass beim Anschauen,
Martin


(A), (B)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641247813.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641247813.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641247573.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641247573.jpg)

(C), (D)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641248086.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641248086.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641247939.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641247939.jpg)

(E), (F), (G)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641248848.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641248848.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641248589.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641248589.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641248374.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641248374.jpg)

(H), (I)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641249216.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641249216.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641249088.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641249088.jpg)

(J), (K)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641249379.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641249379.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641249540.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641249540.jpg)



#: In die Reihe könnten z.B. auch PbSO4 (Anglesit) und ZnSO4 (Zinkosit oder mit mehr Wasser z.B. auch Gunnisit) aufgenommen werden, um die Lumineszenz bei einfachen M2+-Sulfaten allgemeiner zu betrachten.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 15 Jan 22, 22:02
Mimetesit und Pyromorphit -- Farben!

Zu dem Thema hatte ich schon vor längerem Bilder vorgestellt, Antwort #24 vom 12. Mai 2020. Kürzlich vor Weihnachten habe ich meine Beleuchtung verbessert, was vorallem mehr Licht gebracht hat. Die Bilder sind weiter oben zu sehen - ab Antwort #77. Nachdem jetzt mehr Licht zu Verfügung steht, hatte ich altes Material neu fotografiert - und siehe da, die Farben sind etwas anders.

Überhaupt, die Farben - was stimmt bei Lumineszenzfotografie? Auf die Kamera ist nur bedingt Verlass: Einfarbige Bilder wie sie bei der Lumineszenzfotografie auftreten (z.B. nur orange) lassen den Automatismus des Weissabgleichs zumindest bei meiner Kamera regelmässig in die Irre laufen. Also per Hand nachstellen. Aber wie? Der Ablauf beim Fotografieren ist bei mir: Raumlicht an. Kamera einstellen, Raumlicht aus, UV an - und, klar, der Apatit leuchtet rosa, der Mimetesit orange. Die Serie dauert zu fotografieren - am Ende nochmal ein Blick durch die Kamera - ist der Apatt wirklich rosa? Oder doch eher blau? Und der Mimetesit - orange oder gelb?

Was da passiert kann mehrere Gründe haben. Der ärgerliche ist: ja, es kann tatsächlich sein, dass die Lumineszenzfarbe durch die Bestrahlung mit UV-Licht (auch dauerhaft) verändert wird, zum Beispiel ausbleicht.  Der weniger ärgerliche Grund ist die eigene Psyche zusammen mit der Anpassung der Augen an die Dukelheit. Da ändert sich auch die Farbwahrnehmung. Und dann gibt es noch einen technischen Grund. Wenn zu wenig Licht da ist, dann kann es sein, dass die Farbe nicht passen oder zumindest zusammen anders wirken, als bei heller Anregung...
Also - was ist die richtige Farbe?

Mimetesit, Altväter samt Eschig, Bildausschnit ca 1.3 mm. Links die (richtige, orange leuchtende) neue Aufnahme und rechts die alte, zu gelbe.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1642278495.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1642278495.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1589229300.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1589229300.jpg)

Ein Mimetesitaggregat von Zinnwald-Georgenfeld erwies sich unter UV ebenfalls als überraschend bunt. Ein Teil leuchtet gelb bis beige und ein anderer Teil intensiv orange. Unter Tageslicht sieht das Stück hingegen einheitlich aus, auch wenn die Perspektive gegenüber dem Lumineszenzbild etwas gedreht ist.

Mimetesit, Zinnwald-Georgenfeld. Links: Lumineszenz, BB 1.5 mm, rechts: Weisslicht, 1.7 mm. Der Ausschnitt des Lumineszenzbildes zeigt die rechte Gruppe, etwas gekippt, wobei das obere Aggregat gelb, und das angebrochene nahe der Bildmitte orange leuchtet (vgl. weiteres zugeordnetes Bild).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1642278273.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1642278273.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1556259417.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1556259417.jpg)

Und zum Schluss nochmals Pyromorphit vom Schauinsland (Willnauer Halde). Dieser Pyromorphit ist intensiv grün gefärbt und luminesziert deutlich gelb. Bildbreite 3.1 mm, links: Lumineszenz unter UV 365 nm, rechts: unter Weisslicht.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1642278010.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1642278010.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1642277936.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1642277936.jpg)

Viele Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: jürgen lange am 16 Jan 22, 12:24
Hallo Martin, eine sehr interessante Diskussion läuft hier. Frage zu Deiner Antwort #83 A

"Die Apatitstruktur ist - wie auch die Granatstruktur - sehr gut geeignet, Leuchtzentren aufzunehmen..."

Zeigen Granat-Kristalle auch die diskutierten Leuchteffekte?

Ich kann es mangels einer funktionsfähige UV-Lampe leider selbst nicht ausprobieren...

Einen schönen Sonntag Jürgen Lange
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 16 Jan 22, 16:27
Hallo Jürgen

Tatsächlich ist es so, dass eine Reihe kommerzieller Leuchtstoffe auf der Granatstruktur basieren. Der bekannteste dürfte dabei ein Cer-dotierter Granat als Konverterleuchtstoff sein: durch das blaue LED-Licht wird Ce3+ angeregt, was dann seinerseits gelb emittiert. Zusammen mit dem Rest blauen Lichts aus der LED ergibt sich weiss. Warum nun Granat?

Zum einen sind Granate chemisch recht stabil und vorallem nicht empfindlich gegen Oxidation (was z.B. bei ZnS-Leuchtstoffe ein Punkt ist) oder Feuchtigkeit (was z.B. für die Aluminate wie SrAl2O4:Eu2+, Dy3+ ein Thema ist). Dann kann eine Granatstruktur mit sehr unterschiedlichen chemischen Elementen realisiert werden, was beim Design einer Leuchstoffes sehr hilft - und eben erlaubt, ganz unteschiedliche Leuchtzentren geeignet einzubauen. Über die Zusammensetzung und Struktur - und hier kann ich es nur kurz andeuten - lassen sich Bandlücke und Kristallfeld einstellen, was die Aufspaltung der Niveaus (z.B. beim Ce3+ als Leuchtzentrum) steuert - und damit letztlich die Farbe. LuAG:Ce, der Ce3+ dotierte Lutetium-Aluminium-Granat Lu3Al5O12:Ce leuchtet zum Beispiel türkisgrün, während ein GdAGG, ein Gadolinium-Aluminium-Gallium-Granat Gd3(Al,Ga)5O12:Ce gelb-orange leuchtet. Dazwischen lässt sich über die Zusammensetzung die Farbe einstellen. Das ist einer der wichtigen Gründe, warum diese Granate so beliebt sind, um Weisslicht-LEDs herzustellen.

Für andere Anwendung gibt es Granate, die mit Cr3+, Mn4+, Tb3+, Pr3+, Er3+ etc. dotiert sind, auch als Szintillatoren oder Lasermaterial. Häufig findet man YAG (Yttrium-Aluminium-Granat) , aber es gibt auch z.b: Calcium-Niobium-Gallium-Granate, die mit Neodym dotiert (also CNGG:Nd) hervorragende Lasermedien abgeben.

Dabei ist mir wichtig zu betonen, dass die Granat-Struktur  viel mehr Stoffe beschreibt, als das, was wir hier als Granate verstehen. Und bei weitem nicht immer lässt sich Lumineszenz mit einer UV-Lampe anregen und die Emission kann auch im UV oder Infraroten stattfinden.

Aber das ist jetzt nur eine schnelle Antwort. Ich werde bei Gelegenheit mal umfangreicher zum Thema Leuchtstoffe etwas schreiben, schliesslich ist das eine sehr interessante Brücke zwischen Mineralien und Technik.

Viele Grüße, Martin


EDIT: kleiner Nachtrag
- z.B. Grossular kann rot leuchten, https://www.fluomin.org/uk/fiche.php?id=152, siehe v.a. das Spektrum mit Peak bei 611 nm.

Mazurak, Z. (1994). Luminescence and excited state 2Eg decay kinetics of Cr3+ in Grossular Ca3Al2 (SiO4) 3. Optical Materials, 3(2), 89-93.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 17 Jan 22, 21:30
Apatit und Granat

Hoi zusammen,

Sowohl Apatit- als auch Granatstruktur sind beide hervorragend geeignet, um darauf basierende Leuchtstoffe herzustellen. Nun, bei den in der Natur vorkommenden Mineralien leuchten viele aus der Apatit-Supergruppe, aber kaum aus der Granat-Supergruppe... Warum?

Ein Grund dafür dürfte darin liegen, dass die Apatit- und die Granat-Struktur sich deutlich unterschiedlich verhalten, wenn es darum geht, Leuchtzentren (deren Art) und Quencher einzubinden. Als "Quencher" werden jene Ionen bezeichnet, die Lumineszenz effizient unterdrücken, wie z.B. Fe2+/3+ oder Cu1+/2+

Apatit
Die allgemeine Formulierung eines Apatits lautet M10(XO4)6Z2 was zum Beispiel vom Fluorapatit mit  M=Ca, X=P und Z=F als Ca5(PO4)3F gelöst wird. Petr Ptáček [1] beschreibt natürlicherweise auftretend Dotierionen bzw. Subsitutionen:

"M = Ca2+, Pb2+, Sr2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, Cd2+, Ba2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Sn2+, Eu2+, Na+, K+, Li+, Rb+, NH4+, La3+, Ce3+, Sm3+, Eu3+, Y3+, Cr3+, Th4+, U4+, U6+ and □."

"X = PO43−, AsO43−, SiO43−, VO43−, CrO43−, Cr42−, MnO43−, SO42−, SeO42−, BeF42−, GeO44−, ReO53−, SbO3F4−, SiO3N5−, BO45−, BO33− and CO32−"

 "Z = F−, OH−, Cl−, O2− O3−, NCO−, BO2−, Br−, I−, NO2−, CO32−, O22−, O2−, S2−, NCN2−, NO22− and □"

wobei □ eine Vakanz bedeutet [Ref. 1 Kap. 6 ].

Diese langen Listen schauen wir uns unter zwei Gesichtspunkten genauer an:
- Welche Ionen sind typische Leuchtzentren? Und:
- Welche Ionen kommen häufig vor?

Beim Platz Z könnten □ und S2− relevant sein - diese sind aber eher selten im Apatit. Damit fällt Z als Leuchtzentrum im wesentlichen aus.

Für X kommen als Lumineszenzzentren CrO43−, VO43− und vor allem MnO43− in Frage. Dazu muss aber die Konzentration stimmen (sie muss klein sein und darf nicht die Matrix stellen) - und Mn5+ in MnO43− leuchtet im NIR. Also fällt (außer Mn5+ im NIR) eigentlich auch X als Leuchtquelle aus.

Bleibt der Platz M übrig.
Für den Platz M gilt: Alkali- (Li, Na, K, Rb, Cs) und Erdalkali-Ionen (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), das Ammonium-Ion NH4+, Zn2+ ebenso wie Y3+ und La3+ bilden kein Leuchtzentrum im Festkörper.
Sn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ - leuchten eher nicht im Apatit.

Als interessante Leuchtzentren im Apatit bleiben also übrig: Pb2+,  Mn2+, Eu2+, Ce3+, Sm3+, Eu3+, Cr3+, U6+. Was hier fehlt, aber bei Gaft [2] bzw. Waychunas [3] genannt wird, sind weitere Seltenerdionen, Pr3+, Dy3+, Tb3+, Er3+, Nd3+, Yb3+ und Tm3+.   

Und was davon ist häufig?
Häufig kommen Mn2+ und Pb2+  im Apatit vor, sowie Eu2+ (weil es wegen der ähnlichen Größe sehr effizient Ca2+ ersetzt) und Ce3+ und vielleicht Sm3+. Also nur bekannte Ionen mit bekannter Lumineszenz.

Umgekehrt ist der Blick auf diese Liste auch interessant. Fe2+ ist ein starker Quencher - tritt aber eher selten auf, weil spezielle Bildungsbedingungen die unvollständige Oxidation des Eisens stabilisieren müssen. Andere typische Quencher - fehlen weitgehend. Vor allem  gehört Fe3+ nicht in die Liste der Ionen, die in natürlichem Apatit typischerweise auftreten, und Cu wird nur selten eingebaut.

In Konsequenz bedeutet dies, das wir vergleichsweise häufig durch Mn2+ gelb leuchtenden Apatit sehen - und schon deutlich seltener die durch Seltenerd-Ionen hervorgerufenen Farben orangerot, magenta oder blauviolett.

[1] Petr Ptacek (ed) "Apatites and their Synthetic Analogues - Synthesis, Structure, Properties and Applications", 2016, Publisher: InTech, open access book (https://www.intechopen.com/books/apatites-and-their-synthetic-analogues-synthesis-structure-properties-and-applications)
[2] Gaft M., Reisfeld R., Panczer G.: Modern Luminescence Spectroscopy of Minerals and Materials, Springer Verlag; 2. Auflage 2015.
[3] Waychunas G.A., Apatite Luminescence, Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 48 (1) p701-742 (2002), DOI: 10.2138/rmg.2002.48.19.




Wie sieht dieselbe Betrachtung für Granat aus? Dazu mehr im nächsten Beitrag.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 17 Jan 22, 22:40
Granat

Beim Granat folgt die Betrachtung  C.A. Geiger [4]. Die allgemeine Formulierung eines Granats ist {X}3[Y]2(Z}3φ12 mit X dodekaedrisch {}, Y oktaedrisch [] und Z tetraedrisch () koordinierten Kationen sowie φ: O, OH oder F

Bekannte essentielle Elemente in natürlichem Granat: H, Li, O, F, Na, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Zn, As, Y, Zr, Sn,Sb, Te, U
Bekannte essentielle Elemente in natürlichem Granat (noch nicht anerkannte Spezies): Ga, Ge, Nb
Elemente mit signifikantem, aber nicht essentiellem, Anteil in natürlichem Granat: P, Yb, Pb, Th

Bislang nur in synthetischem Granat: K, Co, Ni, Cu, Sr, Ru, Rh, Ag, Cd, In, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu, Hf, Ta, W, Tl, Bi

Während im Labor Seltenerd- oder auch Chrom, Nickel, Bismuth etc. dotierte Granate verschiedenster Zusammensetzungen als Leuchtstoffe realisiert wurden, sieht dies in der Natur anders aus. Betrachten wir wiederum die Liste.
H, Li, O, F, Na, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Zn, As, Y, Zr, Sn,Sb, Te leuchten im Granat eher nicht. Ga, Ge, Nb - leuchten im Granat auch nicht, ebensowenig wie P und Th.

Bleiben V, Cr, Ni, Mn, U, Yb (und die anderen Seltenerden) sowie Pb.

Im Granat können Mn2+, Mn3+ und Mn4+ eingebaut werden und leuchten [5]. Mn4+ leuchtet intensiv dunkelrot, wird aber nur unter bestimmten Bedingungen eingebaut, ist also in der Natur wohl existent, tritt aber kaum auf. Für Mn2+ und Mn3+ müssen die Konzentrationen passen, damit sie leuchten. Vorallem darf die Konzentration nicht zu hoch,  und es sollte kein (sehr wenig) Eisen eingebaut sein. Beides unterdrückt die Lumineszenz. Vanadium als V3+ leuchtet im NIR, Yb ebenso. Pb2+ leuchtet in Granat im UV, Uran wird selten eingebaut. Es bleiben unter den obigen Bedingungen  Mn3+,  Cr3+, V2+ und Ni2+ sowie die Seltenerd-Ionen [5-7]. V3+ und Ni3+ sind eher speziell, was den Konzentrationsbereich angeht, in dem sie leuchten.

Umgekehrt findet Eisen sowohl als Fe3+ als auch als Fe2+ leicht - und häufig! - seinen Platz in einer Granatstruktur. Damit können wir davon ausgehen, dass häufig die möglich Emission im Granat durch die Präsenz von Eisen effektiv unterdrückt wird.

Als sichtbare Emission von Granat verbleibt damit im wesentlichen die rote Emission von Mn3+  die zuweilen in Grossular beobachtet wird, sowie deutlich seltener jene von Cr3+ und - bei geeigneter Methodik - jene von Seltenerdionen. Hier möchte ich allerdings explizit nicht ausschliessen, dass auch selten andere Farben beobachtbar sein können - gemessen wurde es ja, vgl [2] und [5] sowie die reichhaltige Literatur zu synthetischen Leuchtstoffen auf Granatbasis.




[4] C.A. Geiger, Garnet: A Key Phase in Nature, the Laboratory, and Technology, Elements 9 (2013) p447-452; DOI: 10.2113/gselements.9.6.447
[5] Gaft, M., Yeates, H., Nagli, L., & Panczer, G. (2013). Laser-induced time resolved luminescence of natural grossular Ca3Al2 (SiO4) 3. Journal of luminescence, 137, 43-53.
[6] Kück, S., Hartung, S., Hurling, S., Petermann, K., & Huber, G. (1998). Emission of octahedrally coordinated Mn3+ in garnets. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 54(11), 1741-1749
[7] Geiger, C. A., Stahl, A., & Rossman, G. R. (1999). Raspberry-red grossular from Sierra de Cruces Range, Coahuila, Mexico. European Journal of Mineralogy, 11(6), 1109-1113.


Grüße Martin

EDIT: Einen Disclaimer gönne ich mir für die beiden Beiträge zu Apatit und Granat. Was ich hier erläutere, soll plausibel machen, warum wir häufig lumineszierenden Apatit (Pyromorphit etc) beobachten, aber selten leuchtenden Granat. Im Detail und mit den richtigen Methoden lässt sich sicher sowohl in Apatit als auch in Granat häufig Lumineszenz nachweisen, die aber unsern Augen eher verborgen bleibt: entweder ist sie zu schwach oder sie liegt in einem Wellenlängenbereich, den wir nicht sehen.

EDIT2: Den Beitrag habe ich nochmal überarbeitet, konkretisiert und Fehler ausgebessert - Änderungen kursiv.
#



Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 21 Jan 22, 08:36
Hoi zusammen

Quarz - überraschend
Damit es nicht zu trocken wird in diesem Thema, gibt es wieder Bilder. Auf einem Stück vom Bergmannskopf - siehe der Barytbeitrag weiter oben - leuchtete der Quarz grün (Anregung 365 nm). Das habe ich so zum ersten Mal gesehen. Warum? Ich habe keine Ahnung... Uran war auf meinen Stücken weit und breit nicht zu finden - also eher nicht? Aber was dann? Für die Bilder habe ich eine Stelle mit einem deutlichen Kristall ausgesucht, aber auch der restliche Quarz leuchtete.
Vielleicht hat noch jemand soetwas beobachtet?

Viele Grüße
Martin

Quarz, Bergmannskopf, Gräfenroda, Ilm, Thüringen. Bildbreite 3.9 mm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1642750214.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1642750214.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1642750112.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1642750112.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: felsenmammut am 21 Jan 22, 09:18
Glück Auf!

Wie so oft: ein geniales Bild!

Nach meinem Kenntnisstand ist die grüne Fluoreszenzfarbe bei Quarz auf Uran zurückzuführen. Die Urangehalte können so niedrig sein, dass man keine ausgebildete Uranmineralisation finden wird. Geochemisch wäre der Urangehalt nachweisbar, muss aber nicht gegenüber dem umgebenden Gestein herausstechen, kann sogar niedriger liegen. Vor allem niedertemperierte Quarzbildungen scheinen das richtige Mileau zu bieten, um Uran oder eine Uranverbindung in der richtigen Koordination als Fehlstellen im Quarz einzubauen.

Welche Anregungswellenlänge wurde verwenden? Ich vermute kurzwellige UV-Strahlung.

Ich habe in meiner Sammlung überraschend viel Quarz, der ebenso grün fluoresziert. Hierbei schließe ich explizit die Quarze und Quarz-haltigen Gesteine aus, die durch eingewachsene Uranglimmer oder andere fluoreszierende Minerale leuchten. Der fluoreszierende Quarz bildet mal scharf begrenzte Abfolgen in einer Gangparagenese, mal unscharfe Konturen oder nur sporadische Zonen; tritt sowohl als makrokristalliner Quarz auf, als auch als mikrokristalliner Quarz, sprich Chalcedon oder Achat. Für ebenso grün fluoreszierenden Hyalit wird die gleiche Leuchtursache angegeben. Für einige Fundstellen ist der grün fluoreszierende Quarz so markant, dass man anhand seines Auftreten in der Paragenseabfolge Fundstücke mit nur grober Fundortangabe einem eingeschränkteren Fundgebiet oder Fundort zuordnen könnte.  Auch Lesesteine in Elbegeröllen zeigen bisweilen grün fluoreszierenden Quarz, was bei der Zurückverfolgung zu einem möglichen Herkunftsort hilfreich sein kann. Ratlos machen mich hingegen andere Fluoreszenzfarben beim Quarz.

Mit freundlichen Grüßen

Das Felsenmammut
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: etalon am 21 Jan 22, 13:55
Hoi Martin,

ja, sowas habe ich auch schon gesehen. Habe das bei Quarzkristallen auf einer Stufe aus Minas Gerais/Brasilien mit Uranophan-beta. Dabei lumineszieren nur die zu oberst aufgewachsenen drei Kristalle. Alle anderen Quarzkristalle auf der Stufe lumineszieren nicht. Ich hänge unten mal zwei schlechte Bilder an, auf die Schnelle mitm Handy durchs Mikroskop geknipst. Vielleicht mache ich auch noch mal ordentliche Bilder davon…
Bei Baryt hatte ich dieses Phänomen auch schon, aus Wölsendorf stammend. Dort sogar mit deutlicher Zonierung der Lumineszenz. Den hatte ich damals unters Spektrometer geschmissen und das UO2 als Übeltäter entlarvt (nicht ganz überraschend). Bei Gelegenheit werde ich den Quarz auch mal messen, bin mir aber sicher, dass auch hier das Uranylion der Verursacher ist.

Grüße Markus
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 21 Jan 22, 14:07
Hallo Markus & Markus

Danke für Eure Antworten. Mein erster Gedanke war auch Uran. Aber im ganzen Material habe ich keinerlei Hinweis auf signifikante Präsenz von Uranyl-Ionen gefunden (nix Richtung Torbernit o.ä.) und mir kommt nach wie vor die Farbe zu blau vor - verglichen mit Hyalit zum Beispiel. Wobei Ihr mich schon überzeugt habt - Markus (etalon), ich würd Dir zusammen mit dem anderen Material über das wir schon gesprochen hatten einen Brösel mitschicken, wenn's passt?


Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: etalon am 21 Jan 22, 16:38
Hoi Martin,

ja klar, schick mit. Dann schauen wir mal, was wir zur Lösung beitragen können…  ;D

Grüße Markus
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: etalon am 21 Jan 22, 21:26
Hoi Martin,

so, habe mal die Spinnweben vom Spektrometer gefegt und meinen Quarz gemessen. Die Peaklagen stimmen genau mit denen in einem Hyalit überein, welchen ich schon vor Monaten mal gemessen hatte, und decken sich auch mit der Literatur. Ist also definitiv das Uranylion, welches da luminesziert...

Grüße Markus
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 22 Jan 22, 00:11
Hoi Markus (etalon)
ja super, dankesehr! Am Wochenende präparier ich das Zeug.

Hoi Markus (felsenmammut)
Ich glaub, ich bin Dir noch eine Antwort schuldig - beleuchtet wurde mit 365 nm, ich habs oben noch eingebaut.
Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: felsenmammut am 22 Jan 22, 07:21
Glück Auf!

365nm! Das ist so bemerkenswert wie verwunderlich. Ich will nicht behaupten, dass die mir bekannten Quarze grundsätzlich nicht im langwelligen UV-Licht fluoreszieren, aber im kurzwelligen UV-Licht werden so manche Stücke richtig grün.

Mit freundlichen Grüßen

Das Felsenmammut
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Haubi am 22 Jan 22, 17:55
Bei meiner heutigen Fotosession lag ein merkwürdiger Sodalith vermutlich pseudomorph nach Nephelin (?) vom Mt.St.Hilaire/Canada vor meiner Linse. Ich konnte mir eine kleine UV-Spielerei nicht verkneifen...

Aber seht selber, der Kristall ist etwa 15 mm hoch und hat einen Durchmesser von 5 mm.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: guefz am 22 Jan 22, 19:09
Sodalith kann auch selbst langgestreckte Kristalle bilden, siehe hier (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/LokationMineralData?param=37118,3567,1). Lumineszenz habe ich aber nicht geprüft.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 31 Jan 22, 00:42
Willemit

Willemit Zn2SiO4 kann unter UV-Licht lumineszieren. Es ist allerdings keine intrinsische Lumineszenz, sondern die Lumineszenz von Mn2+ an der Stelle des Zn2+-Ions. Typischerweise wird Willemit als "nur anregbar unter kurzwelligem UV" beschrieben. Das stimmt so nicht.

Das Anregungs- und Emissionsspektrum findet man beispielsweise auf der Seite Phosphor Information and Spectra Access (PISA) VIS-Bereich (https://fh-muenster.de/ciw/personal/professoren/juestel/pisa-vis.php) von Prof. Th. Jüstel an der FH Münster. Auch wenn es sich hierbei um synthetisches Zn2SiO4:Mn2+ handelt, so gibt das die Verhältnisse wieder, wie sie auch in der Natur bei grün leuchtendem Willemit vorliegen: zwar liegt das Maximum des Anregungsspektrums im kurzwelligen UV bei rund 250 nm, aber auch zwischen 350 und 400 nm ist die Lumineszenz anregbar.

Mit der scharfen Quecksilberlinie eine UV-Röhre wird nur ein kleiner Überlapp des Anregungslichtes der Lampe mit dem Anregungsspektrum des Willemits erreicht - der Wilemit funzelt nur. Mit einer LED-Taschenlampe, die zudem deutlich mehr Leistungsdichte bringt, als eine Röhre, hat man einen deutlich besseren Überlapp: typische UV 365 nm LEDs mit Halbwertsbreiten von ca 10 nm können durchaus in einem signifikaten Bereich Willemit anregen, zumal im Sockel bis knapp 400 nm emittiert wird. Willemit mit einer UV-365nm-LED-Taschenlampe beleuchtet ist ziemlich hell.

Desweiteren muss Willemit keineswegs grün leuchten - auch gelbe Lumineszenz kommt durchaus vor. Und zwar wohl vom selben Aktivator, nämlich wiederum Mn2+. In mehreren Veröffentlichungen (Feldman 1958, Takesue 2008, Tsai 2011, Zaid 2016, Samsudin 2016) wird beschrieben, dass in Beta-Zn2SiO4 das Mn2+-Ion gelb luminesziert. Es scheint - folgt man den beschriebenen Reaktionbedingungen - durchaus denkbar, dass sich diese Phase auch natürlich bildet und zur gelben Lumineszenz führt.

Beide Formen, gelb und grün, können Nachleuchten (persistente Lumineszenz) zeigen. Mein Eindruck war, dass für die grüne Lumineszenz mehr Energie nötig ist als für die gelbe: bei Anregung mit 280 nm leuchten beide nach, bei Anregung mit 365 nm nur die gelbe Form. Dies wäre damit konsitent, dass bei der gelben Lumineszenz die Niveaus des Mn2+ näher am Leitungsband liegen.

Hier nun nochmals der Vergleich:
Grün leuchtend von Franklin (rechter Stein im linken Bild), gelb von Mindouli (Kongo), beide Male mit einer LED Taschenlampe UV 365 nm beleuchtet.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1641248848.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1641248848.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1643583713.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1643583713.jpg)

Mehr - und schönere Bilder anderer Fotografen - auf der Seite von Willemit (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Willemit)





Samsudin, N. F., Matori, K. A., Wahab, Z. A., Liew, J. Y. C., Fen, Y. W., Ab Aziz, S. H., & Zaid, M. H. M. (2016). Low cost phosphors: Structural and photoluminescence properties of Mn2+-doped willemite glass-ceramics. Optik, 127(19), 8076-8081.
 
Zaid, M. H. M., Matori, K. A., Aziz, S. H. A., Kamari, H. M., Wahab, Z. A., Fen, Y. W., & Alibe, I. M. (2016). Synthesis and characterization of low cost willemite based glass–ceramic for opto-electronic applications. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 27(11), 11158-11167. 

Tsai, M. T., Wu, J. M., Lu, Y. F., & Chang, H. C. (2011). Synthesis and luminescence characterization of manganese-activated willemite gel films. Thin Solid Films, 520(3), 1027-1033. 

Feldman, C., & O’Hara, M. (1958). Luminescent Phases in Willemite Films. JOSA, 48(11), 816-820.

Takesue, M., Suino, A., Shimoyama, K., Hakuta, Y., Hayashi, H., & Smith Jr, R. L. (2008). Formation of α-and β-phase Mn-doped zinc silicate in supercritical water and its luminescence properties at Si/(Zn+ Mn) ratios from 0.25 to 1.25. Journal of crystal growth, 310(18), 4185-4189. 


Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 12 Mar 22, 12:55
Hallo zusammen

zwischen drin was größeres.

Calcit vom Großtagebau Kamsdorf, leuchtet weisslich unter UV und zeigt persistente Lumineszenz (die ich nicht fotografiert bekomme).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647085575.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647085575.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647085499.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647085499.jpg)

Chalcedon-Geode (Chihuahua, Mexico): Durch eingebautes Uranyl leuchtet die Geode grünlich. Im Zentrum ein weiss lumineszierender (und nachleuchtender) Calcit.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647085841.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647085841.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647085688.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647085688.jpg)


Grüße, Martin

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 13 Mar 22, 12:14
Krásnoit Ca3Al7.7Si3P4O22.9(OH)13.3F2·8H2O

Etwas unerwartet: Sämtliche(!) Krásnoit-Stücke vom Huberstock, CZ, die ich in meiner Sammlung habe, zeigen eine grüne Lumineszenz. Nachdem Krasnoit dort zusammen mit Apatit und gelegentlich Fluorit in Phosphatlinsen auftritt, ergeben sich hübsch leuchtende Ensembles: Krásnoit in grün, Apatit in einem dunklen Gelb und Fluorit blau - oder zuweilen sogar intensiv rot!

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647164908.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647164908.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647164728.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647164728.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647164246.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647164246.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647164085.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647164085.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647164556.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647164556.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647164426.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647164426.jpg)

Was leuchtet da? Ist es wirklich Krásnoit?
Dazu wurden mehrere Analysen durchgeführt, von denen ich hier eine vorstelle. Ganz besonderer Dank geht dabei an Joy Désor für dei REM/EDX Analytik und an Markus Noller für die Spektralmessung.
Das analysierte Stück sieht recht typisch aus für Krásnoit, sechsseitige Tafeln lagern sich zu Aggregaten zusammen. Im Foto ist dies nicht leicht zu sehen, da die weißen/transparenten Tafeln kaum Kontrast bieten. Schön sieht man dies im REM-Bild und tatsächlich auch im Lumineszenzbild.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647165741.png) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647165741.png) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647164955.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647164955.jpg)

Die EDX-Analyse passt im Rahmen der Messgenauigkeit zu Krásnoit und schließt sicher den ähnlichen Iangreyit aus. Meine Abschätzung der empirischen Zusammensetzung ergab - auf Ca und Si Positionen - gerechnet aus den gezeigten Daten etwa     

(Ca,Sr,Zn,Na,K)3Al6.8Si3P4.7Ond (22.9)(OH)nd (13.3)F1.5·8H2O

gegenüber der idealen Zusammenetzung

Ca3Al7.7Si3P4O22.9(OH)13.3F2·8H2O

Markante Abweichung liegen bei Al und P vor. Fluor ist in diesen Messungen leicht mit großem Fehler behaftet. Details sindim Analyseprotokoll ersichtlich. Das Lumineszenzspektrum zeigt deutlich eine Signatur, wie sie für Uranyl-Lumineszenz kennzeichnend ist.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647167984.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647167984.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647166064.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647166064.jpg)

Viele Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 18 Mar 22, 23:32
Synthetischer Granat

Weiter oben hatte ich angemerkt, dass die Granatstruktur hervorragend geeignet ist, um Leuchtzentren aufzunehmen. Tatsächlich gibt es eine lange Reihe von Verbindungen mit Granatstruktur, die auf ihre Eignung als Phosphor (Leuchtstoff) für allgemeine Beleuchtungszwecke oder Spezialanwendungen hin untersucht wurden. Ein paar wahllos herausgegriffene Beispiele:

Y3Al5O12:Ce3+    (1)
Gd3(Al,Ga)5O12:Ce3+   (1)
Tb3Al5O12:Ce3+   (1)
Ca3Sc2Si3O12:Ce3+   (1)
Ca2GdZr2(AlO4)3:Ce3+   (1)
Y3Sb2Al3O12:Ce3+   (1)
Ca3-xLuxHf2Al2+xSi1−xO12:Cr3+   (2)
(Y,Lu,Gd)3Ga5O12:Fe,Cr,Nd   (3)
Ca3(Nb, Ga)2Ga3 O12:Nd3+   (4)
Li5La3Nb2O12:Eu3+ (5)
...

Da gibt es auch noch einige mehr, auch mit anderen Dotierungen  wie z.B. Mn4+, Cr4+, Ni2+ oder Pr3+, Yb3+, Tm3+, Er3+, Ho3+. Steckbriefe einiger Phosphore auf Granat-Basis finden sich auf der Seite von Prof. Thomas Jüstel der FH Münster (https://www.fh-muenster.de/ciw/personal/professoren/juestel/pisa.php) mit ihren Spektren und ein paar wichtigen Charakteristiken. Das Feld ist sehr groß, da werde ich hier nur einen kleinen Einstieg geben können.

Um das greifbarer zu machen, zeigen die nachfolgenden Bilder einen geschliffenen Kristall - YAG:Ce (Y3Al5O12:Ce3+). Unter Beleuchtung mit UV (ca 340 nm) aber vor allem unter Beleuchtung mit blauem Licht (460 nm) leuchtet YAG:Ce intensiv gelb (peak 560 nm, centroid 588 nm), cgl Ref 6. Dies macht diesen Leuchtstoff perfekt geeignet, um zusammen mit einer blauen LED eingesetzt zu werden: das Ergebniss sind die Weisslicht-LED, wobei weiß aus blau+gelb entsteht.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647634659.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647634659.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647634600.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647634600.jpg)

Wie sieht es dazu bei natürlichem Granat aus?

Manganhaltiger Grossular, Ca3Al2Si3O12:Mn
Speziell von der Sierra de Cruces in Mexiko ist manganhaltiger Grossular bekannt, der mehr oder minder intensiv himbeerfarben auftritt (7). Ähnliches Material gibt es wohl auch von anderen Fundstellen, z.B. der Jeffrey Mine/Asbestos/Québec. Wenn nun Mangan in der richtigen Konzentration eingebaut ist und kaum durch Eisen beeinflusst wird, dann ergibt sich die pinke Farbe des Grossulars (durch zusätzliches Eisen orange-braun). Und dann kann dieser Granat leuchten. Dabei liegt die Mn-Konzentration über der des Eisens, ist aber dennoch eher gering, z.B.(Ref. 7): Ca2.94Mn2+0.1Al1.9Mg0.09Fe3+0.05Mn3+0.01Si2.97O12
Diese Zusammensetzung ist weit weg von Spessartin, Mn3Al2Si3O12. Nur weil die Konzentration des Mn geeignet klein ist - und der Beitrag von Fe noch kleiner - kann dieser Granat leuchten. Die folgenden Beispiele zeigen den lumineszierenden Grossular der Sierra de Cruces.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647638245.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647638245.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647638504.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647638504.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647637710.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647637710.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647638554.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647638554.jpg)

Dabei kann in diesem Grossular sowohl das zweiwertige Mn (Mn2+), das auf einem Ca2+-Platz sitzt leuchten, als auch das Mn3+-Ion auf einem Al3+-Platz. Diese beiden Lumineszenzen unterscheiden sich deutlich (8): während Mn3+ eher tiefrot bei rund 658 nm leuchtet - und im UV angeregt werden kann -, leuchtet das Mn2+ Ion orange bei rund 608 nm, und wird auch bei 405 nm angeregt (vgl auch Ref 9). In den nachfolgenden Bilder lässt sich dies gut erkennen: links, Anregung bei UV 365 nm, Mitte: Anregung mit LD 405 nm und rechts der Grossular unter Weisslicht.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647119832.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647119832.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647637529.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647637529.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647635119.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647635119.jpg)

Grüße,
Martin

(1) Xia, Z., & Meijerink, A. (2017). Ce 3+-Doped garnet phosphors: composition modification, luminescence properties and applications. Chemical Society Reviews, 46(1), 275-299.
(2) Zhang, L., Wang, D., Hao, Z., Zhang, X., Pan, G. H., Wu, H., & Zhang, J. (2019). Cr3+‐doped broadband NIR garnet phosphor with enhanced luminescence and its application in NIR spectroscopy. Advanced Optical Materials, 7(12), 1900185.
(3) Kniec, K., Ledwa, K., Maciejewska, K., & Marciniak, L. (2020). Intentional modification of the optical spectral response and relative sensitivity of luminescent thermometers based on Fe 3+, Cr 3+, Nd 3+ co-doped garnet nanocrystals by crystal field strength optimization. Materials Chemistry Frontiers, 4(6), 1697-1705.
(4) Kaminskij, A. A., Belokoneva, E. L., & Butashin, A. V. (1986). Crystal structure and spectral luminescent properties of cation-deficient garnet Ca 3 (Nb, Ga) 2 Ga 3 O 12-Nd 3+. Izv. Akad. Nauk SSSR, Neorg. Mater, 22(7), 1061-1071.
(5) Zhang, X., Meng, F., Wei, H., & Seo, H. J. (2013). Eu3+ luminescence in novel garnet-type Li5La3Nb2O12 ceramics. Ceramics International, 39(4), 4063-4067.
(6) Datenblatt Y3Al5O12:Ce; PISA, Prof. Thomas Jüstel, FH Münster (https://www.fh-muenster.de/ciw/personal/professoren/juestel/pisa-vis.php)
(7) Geiger, C. A., Stahl, A., & Rossman, G. R. (1999). Raspberry-red grossular from Sierra de Cruces Range, Coahuila, Mexico. European Journal of Mineralogy, 11(6), 1109-1113.
(8) Gaft, M., Reisfeld, R., & Panczer, G. (2015). Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. Springer.
(9) 3dz2.com von Simone Conti (https://3dz2.com/minerals/collection/325)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 21 Apr 22, 23:25
Hallo zusammen

Scheelit
Vor kurzem bekam ich netterweise ein Spektrometer geliehen (vielen Dank!) - und habe auch ein bisschen herumprobiert. Dabei kommt man immer wieder auf interessante Sachen. Scheelit zum Beispiel. Einige Scheelite in meiner Sammlung leuchten je nach Anregungswellenlänge unterschiedlich: blauweiss, gelb und rot. Das hängt nicht so sehr am Fundort, meine Scheelite sind von  der Grube Clara, Zinnwald und von Iragna/Tessin. Hier zeige ich Bilder des Stücks von Iragna als Beispiel.
Links oben Weisslichtbeleuchtung, daneben unter 255nm (LED), dann zweite Zeile links 365 nm (LED) und rechts 405 nm (LD).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650573360.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650573360.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650573556.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650573556.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650573491.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650573491.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650573451.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650573451.jpg)

Die unterschiedlichen Farben kommen dadurch zustande, dass jeweils unterschiedliche Leuchtzentren (Aktivatoren) angeregt werden. Bei kurzwelligem Licht (255 nm) werden die WO42--Gruppen des Gitters direkt angeregt (und über Energietransfer auch weitere Seltenerdionen). Hingegen regt 365 nm sehr effizient Dy3+ an, was gelb emittiert. Und mit 405 nm erwischt man sehr gut eine Anregungsbande von Sm3+. Dieses Verhalten von Scheelit ist nicht untypisch - es finden sich auch Beispiele in der Literatur und im Netz.
Die Spektren der Seltenerdionen sind recht charakteristisch, Banden lassen sich daher häufig gut zuordnen. Hier nun die zugehörigen Spektren und nochmals eine Zusammenstellung. Weitere Beispiele finden sich bei Simone Conti (https://3dz2.com/minerals/) oder www.fluomin.org (https://www.fluomin.org) sowie u.a. in Uspensky (1998), Brugger (2000), Czaja (2008), Gaft (1999; 2015).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650574574.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650574574.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650574421.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650574421.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650574206.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650574206.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650574098.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650574098.jpg)

EDIT 11.Juni 2022: hier zeige ich die Rohdaten. Inzwischen habe ich die spektrale Empfindlichkeit meines AUfbaus gemessen, und kann nun entsprechend  korrigierte Daten (https://www.mineralienatlas.de/forum/index.php/topic,56172.msg379882.html#msg379882) anbieten.


Viele Grüße
Martin

---
Literatur:

- Uspensky, E., Brugger, J., & Graeser, S. (1998). REE geochemistry systematics of scheelite from the Alps using luminescence spectroscopy: from global regularities to local control. Schweizerische mineralogische und petrographische Mitteilungen, 78(1), 31-54.
- Brugger, J., Bettiol, A. A., Costa, S., Lahaye, Y., Bateman, R., Lambert, D. D., & Jamieson, D. N. (2000). Mapping REE distribution in scheelite using luminescence. Mineralogical Magazine, 64(5), 891-903.
- Czaja, M., Bodył, S., Głuchowski, P., Mazurak, Z., & Strek, W. (2008). Luminescence properties of rare earth ions in fluorite, apatite and scheelite minerals. Journal of alloys and compounds, 451(1-2), 290-292.
- Gaft, M., Panczer, G., Uspensky, E., & Reisfeld, R. (1999). Laser-induced time-resolved luminescence of rare-earth elements in scheelite. Mineralogical Magazine, 63(2), 199-210.
- Gaft, Michael, Renata Reisfeld, and Gerard Panczer. (2015) "Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials." (Buch) Springer.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 23 Apr 22, 16:01
Hallo zusammen


Fluorit- Fortsetzung
In vergangenen Beiträge hatte ich schon zum Thema Fluorit geschrieben - und seither gezielt Stücke zusammengesucht und fotografiert. Das möchte ich Euch hier vorstellen.

Zunächst einmal die übliche blaue Lumineszenz (Sadisdorf) und zum anderen ein zweifarbig gelb und violettes Stück von Lauta, was auch unter UV 365 nm ebenfalls zweifarbig leuchtet - blau und rötlich-pink (ein weiteres Detailbild ist zugeordnet).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650717814.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650717814.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650717697.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650717697.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650718100.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650718100.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650718033.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650718033.jpg)

Rote Lumineszenz bei Fluorit ist ungewöhnlich - aber bei genauer Betrachtung nicht so speziell auf einzelne Fundorte beschränkt. Berühmt dafür ist die Ojuela Mine in Mexico, Fundorte in Marokko und Spanien (u.a. Berbes) - aber auch von der Grube Clara ist mir rot lumineszierender Fluorit schon untergekommen. Als Ursache wird eine Form strahlungsinduzierter Leuchtzentren (die nicht mit der Ursache der violetten Farbe korrellieren) beschrieben, siehe Gaft et al. (2020). Hier ein Stück vom Huberstock und ein zweites von der Ojuela Mine (weitere Bilder sind zugeordnet).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650718567.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650718567.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650718406.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650718406.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650719418.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650719418.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650719282.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650719282.jpg)

Beim sogenannten 'root beer fluorite' handelt es sich um Fluorit, der durch Einlagerung organischer Verbindungen gelb bis braun gefärbt ist - und stark weiss mit Einschlag von gelb oder blau luminesziert sowie merklich nachleuchtet. Die ersten Beispiele sind von Pint's Quarry, Iowa. Dieses Stück leuchtet bei kurzwelliger Anregung eher bläulich, unter 365nm eher weiss.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650719960.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650719960.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650720042.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650720042.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650719774.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650719774.jpg)

Jenes vom Clay Center, Ohio, leuchtet durchgehend gelblich - sowohl bei 255nm, als auch noch bei 405nm Anregung (das Bild unter 365nm Anregung ist zugeordnet). Bemerkenswerter Weise finden sich auch farblose Fluorite auf dem Stück. Wie in den Bildern zu sehen ist, leuchten diese nicht!

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650720627.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650720627.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650720479.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650720479.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650720318.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650720318.jpg)

Zum Abschluß ein kugeliges Fluorit-Aggeregat vom Steinbruch Aris, das unter UV 365nm gelblich-grün leuchtet - vielleicht ist Uranyl beteiligt?

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650720949.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650720949.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1650720875.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1650720875.jpg)

Viele Grüße
Martin

---
Literatur:
Gaft, M., et al. "Red photoluminescence and purple color of naturally irradiated fluorite." Physics and Chemistry of Minerals 47.11 (2020): 1-11.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 12 May 22, 21:55
Hallo zusammen,

schon einmal hatte ich weiter oben Bilder von Mineralien von den Aris-Steinbrüchen in Namibia (https://www.mineralienatlas.de/?l=938) gezeigt. Hier kommt ein Nachschlag - viel Spaß beim Anschauen.

Fluorit, Natrolith, Makatit, Ellingsenit, Ellingsenit  mit Villiaumit.
Bei diesen Ellingseniten handelt es sich möglicherweise um die F-haltige Form, vgl https://www.mindat.org/min-42944.html.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652382340.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652382340.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652382557.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652382557.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652382909.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652382909.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652383216.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652383216.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652383539.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652383539.jpg)

Und hier unter UV Anregung bei 365 nm.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652382379.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652382379.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652382678.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652382678.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652383109.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652383109.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652383152.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652383152.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652383363.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652383363.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652383668.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652383668.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1652383714.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1652383714.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 31 May 22, 17:42
Hallo zusammen,

ein kleines EDIT:
Im Beitrag #82 habe ich dieses Bild vorgestellt:
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1639763407.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1639763407.jpg)

Leider hatte ich dabei zwei Stücke verwechselt: dieses ist Pyromorphit (arsenfrei und mit einigen Seltenerden) und nicht wie ursprünglich geschrieben Mimetesit. Den zugehörigen Mimetesit aus dieser Paragenese schaffe ich nicht zu fotografieren....

Ich habe es entsprechend korrigiert.

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 11 Jun 22, 11:24
Hallo zusammen

nachdem doch "ein paar mehr" Daten mit dem Spektrometer zusammengekommen sind  habe ich mich entschieden, diesen Thread hier für die Bilder zu reservieren und für die Daten mit Beschreibung ein eigenes Thema aufzumachen: Lumineszierende Mineralien: Spektroskopie (https://www.mineralienatlas.de/forum/index.php/topic,56172.0.html). Dort werden zukünftig Beiträge wie zum Scheelit landen. Dann bleibt dieser Thread hier den Bildern vorbehalten.


Apatit
Wer jetzt schon wieder Apatit als Überschrift liest, der ahnt: das Thema ist noch nicht fertig und lässt mich nicht los. Einen alten Bekannten aus Beitrag #83 (https://www.mineralienatlas.de/forum/index.php?topic=51261.msg372915#msg372915) habe ich nochmals abgelichtet. Während dieser Fluorapatit von den Steinbrüchen bei Grub (https://www.mineralienatlas.de/?l=263) unter 365nm Anregung rosa leuchtet, so leuchtet er bei 405nm Anregung - orange. Zur Erinnerung: rosa kommt im Spektrum nicht als eine Bande vor, die wie grün oder rot einem Wellenlängenbereich zugeordnet werden kann. Rosa entsteht erst dadurch, dass beim Sehen die Anregung rotempfindlicher und blauempfindlicher Rezeptoren überlagern. Überspitzt könnte man sagen Rosa (auch in den Schattierungen Magenta, Lila, Violett) ist also eine "Erfindung" unseres Gehirns.
Im Rückkehrschluss heisst dies, dass die rosa Lumineszenz des Apatits sich aus einem blauen und einem roten (hier: orangen) Anteil zusammensetzt. Den orangen Anteil erwische ich mit 405nm Anregung separat: der kommt von Sm3+, das sich bei 405nm sehr gut anregen lässt. Und vorallem enthält dieser Apatit sehr wenig Mn2+, was gelb leuchten würde. Wie versprochen: die Spektren dazu zeigen ich nicht hier...  ;)

Selbiges liegt der Lumineszenz zugrunde, die für die Apatite von den Minen Nuestra Señora del Carmen in Spanien (https://www.mineralienatlas.de/?l=8476) bekannt ist. Diese leuchten zumeist orange, wie jener auf dem Photo unten. Auch hier gilt: die Spektren wird es andreswo geben!  ;D

Die Bilder unter Weisslicht sind zugeordnet.
Viel Spass beim Anschauen, Gruß, Martin

Apatit von Grub: rosa unter 365nm und orange bei 405nm Beleuchtung.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1640175702.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1640175702.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1654937661.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1654937661.jpg)


Apatit von Jumilla - typische orange Lumineszenz, und unter Weißlicht.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1654938016.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1654938016.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1654937895.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1654937895.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 27 Jul 22, 23:15
...und noch einer, diesmal deutlich zoniert:

Fluorapatit von Sadisdorf, BB 1.6mm, mit gelber Lumineszenz im Zentrum und rosa zu den Enden.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1658956294.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1658956294.jpg)


Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 24 Aug 22, 16:36
Hallo zusammen

Fluorapatit - mal wieder was typisches: intensiv gelb leuchtet diese Apatit-Gruppe von der Panasqueira Mine, hier bei Anregung mit einem 405 nm Laser aufgenommen.

Fluorit. Dazu was untypisches, ziemlich unerwartet: Fluorit von der Grube Clara kann auch orange leuchten. Das hat mich doch verwirrt.


(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1661351222.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1661351222.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1661351009.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1661351009.jpg) 


Viele Grüße
Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Sep 22, 14:56
Hallo zusammen,

Baryt von der Grube Clara leuchtet intensiv gelb, sowohl bei Anregung mit 365nm wie bei der hier gezeigten Anregung mit einem 405nm Laser.

Grüße aus meinem Urlaubsrest
Martin

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1662641563.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1662641563.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1662641410.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1662641410.jpg)
Titel: Welches Mineral leuchtet hier? Minirästel
Beitrag von: Lynx am 12 Sep 22, 20:39
Hallo zusammen

dreimal intensives Rot! Welche Minerale sind es, die hier leuchten?
Und als Zusatz: was leuchtet?

Viel Spass beim Raten!

Grüße, Martin

P.S.: Kleiner Tip: es sind durchaus verbreitete Mineralien, nichts seltenes.

Alles gelöst!

Bild A) Topas
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1663007756.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1663007756.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1663182363.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1663182363.jpg)

Bild B) Spinell
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1663007726.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1663007726.jpg)

Bild C) Kyanit
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1663007679.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1663007679.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1663084833.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1663084833.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 13 Sep 22, 18:04
 Hallo zusammen,
Ich seh anhand der zahlreichen Rateversuche: Ihr seid komplett verloren und braucht einen Tipp... ;-)
Zu C) hab ich das Foto bei Tageslicht dazu gepackt. Und ja, die Emissionsfarbe ist bei allen dreien (fast) gleich - hat ja auch den selben Ursprung...
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bruno80090 am 13 Sep 22, 18:35
A-Natrolite
B-Diamant
C-Cyanite
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 13 Sep 22, 18:52
Salut Bruno!

Pour C): mais oui, du cyanite, c'est bien! Par contre, A) et B) sont autres mineraux. Merci!


Also C) ist Kyanit, das ist richtig. Aber A) und B) sind nicht  Natrolith und Diamant....
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Fabian99 am 13 Sep 22, 21:32
Tja, dann setze ich bei B auf einen Spinell. MgAl2O4 mit dem gleichen Aktivator auf dem Al-Platz ;-)

LG
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 13 Sep 22, 22:41
Hoi Frank

ja genau! - B ist Spinell mit dem selben Aktivator auf dem Al- Platz :D


Bleibt A) ... Irgendjemand eine Idee?
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: felsenmammut am 13 Sep 22, 23:27
Glück Auf!

Ich werfe mal Mimetesit für A in die Runde.

Mit freundlichen Grüßen

Das Felsenmammut
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 14 Sep 22, 07:49
Hoi zusammen

nein, auch kein Mimetesit.

Wie bei den anderen beiden auch wird bei A) Aluminium durch den selben Aktivator wie bei B) und C) ersetzt.

Tatsächlich ist A) ein bisserl verzwickt. Im Internet hab ich zwar Bilder zur Lumineszenz von A) gefunden - aber darauf leuchtet das Mineral nicht rot. Andererseits gibt es mehrere  Veröffentlichungen zu dem Fall, der im Foto gezeigt ist.

Also als Tipp: A) enthält Al ;-).
Noch ein Tipp: der Fundort von A) ist in Deutschland. Und wahrscheinlich haben einige das Mineral von dem Fundort nicht nur als Einzelstück in der Sammlung.


Gruß, Martin


P.S. Habt Ihr es bemerkt? Die Anregungswellenlängen? Nur so als Randbemerkung: A) und der Kyanit wurden violett bei 405 nm angeregt, der Spinell bei 450 nm. 450 nm ist das Blau, das auch den aktuell gebräuclichen Weisslicht-LEDs zugrundeliegt und definitiv kein UV.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Fabian99 am 14 Sep 22, 08:10
ot: Ein meines bemerkenswertestes Experimente war eine synthetische, "aktivierte" Al2O3 Birne in den einige Watt starken Strahls eines Argon Ionen Lasers bei 514nm zu legen. Laserschutzbrille auf und es schwebte eine knallig rot leuchtende Birne im Raum.  Das war nichtig geil.

Lg
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bruno80090 am 14 Sep 22, 19:03
Sollte A dan um Topaze gehen?
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 14 Sep 22, 21:04
Bruno, c'est bien ca! Bravo!  ;D

Ja tatsächlich - A) ist Topas vom Rothenberg in der Eifel! Das Bild bei Tageslich hab ich ergänzt.

Für mich war das eine sehr erstaunliche Entdeckung! Alle meine Topase von den Eifel-Fundstellen leuchten intensiv rot - bei Beleuchtung mit 405 nm bzw 450nm. Bei 365 nm Anregung hingegen leuchten sie kaum, unter 255 nm dann - weiss!
Leider ist das Foto etwas matschig. Ich werde es nochmals fotografieren und auch bei 255 nm Anregung nachliefern. Die Spektren zeige ich dann anderswo....

Bei allen drei Mineralien leuchtet Cr3+, und das ist eben besser im Blauen als im UV anzuregen.... Habt Ihr bei Euren Topasen mal geprüft, wie die leuchten?


Liebe Grüße
Martin

------
Zur Lumineszenz von Cr3+ in Topas:

Gaft, M., Nagli, L., Reisfeld, R., Panczer, G., & Brestel, M. (2003). Time-resolved luminescence of Cr3+ in topaz Al2SiO4 (OH, F) 2. Journal of luminescence, 102, 349-356.

O'Bannon III, E. F., & WIllIams, Q. (2019). A Cr3+ luminescence study of natural topaz Al2SiO4 (F, OH) 2 up to 60 GPa. American Mineralogist: Journal of Earth and Planetary Materials, 104(11), 1656-1662.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bruno80090 am 15 Sep 22, 18:32
Hallo Maritn,
Leider bin ich kein Spezialist von dieses Thema. Nur durch Aspekt der Kristallen habe ich deduziert ...
Es könnte nichts anders sein mit die Meldung das Al Ionen dafür verantwortlich waren..
MFG,
BRuno
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: cmd.powell am 15 Sep 22, 22:39
Moin Martin

Du hast bei dem Foto des Topas die falsche Wellenlänge angegeben bzw. die "5" vergessen; 40nm Anregungswellenlänge ist - glaube ich - schon nicht mehr UV - - - aha, lese gerade bei Wiki das 10 bis 50 nm XUV sind...
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 15 Sep 22, 22:52
 ;D bei so einer Anregung leuchtet dann wohl fast alles ! Dankeschön ich korrigiere es.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 29 Oct 22, 14:27
Hoi zusammen

nochmals Chrom:

wie versprochen eine neue Aufnahme des Topas nom Rothenberg. Dann intensiv leuchtender Topas vom Schneckenstein und Smaragd von Muzo - diesmal auch mit gemischte Beleuchtung (Tageslicht+405nm).

Topas, Rothenberg neues (links) und altes Bild (Mitte) mit Bild bei Tageslicht (rechts). Es ist nicht einfach, die feinen Nadeln monochrom (nur rot...) zu fotografieren. Ich hoffe, das neue Bild ist besser?
EDIT: nein, das ist genaus Matsch! Es liegt aber nicht am Foto. Im direkten Vergleich schaut das File vor dem upload signifikant kontrastreicher aus! Da passiert etwas beim Hochladen! Erst nach veränderter Bildbearbeitung sieht man Details...
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667078411.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667078411.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1663007756.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1663007756.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1663182363.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1663182363.jpg)

Auch Topas vom Schneckenstein leuchtet rot - aber weder bei UVKW (254nm) noch bei (echter) UVLW(365nm). Die 405nm bringt dann ein sehr intensives Leuchten hervor. Bei Euch auch? Leuchten Eure Topase auch bei 405nm Anregung?

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667045902.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667045902.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667045828.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667045828.jpg)


Und eigentlich ein Fall für die Sonnenbrille. Smaragd von Muzo,
bei 405nm Anregung (links) gemischter Beleuchtung (Mitte) und unter Tageslicht (rechts).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667045202.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667045202.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667045136.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667045136.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667045014.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667045014.jpg)


Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 31 Oct 22, 16:38
Hallo zusammen

... mal was anderes. Auch Vanadinit leuchtet (Anregung 405 nm), hier von der Apache Mine, Gila Co.
Das geht auch mit UV und mit Vanadiniten von anderen Fundorten, ist aber kaum fotografierbar. Sieht nett aus! Aber das ist nur Beiwerk. Schaut Euch mal die Kristalle oben rechts und unten links an. Im Tageslichtbild ist alles gut - aber im Lumineszenzbild sind deutliche Gräben zu sehen. Das sieht nicht natürlich aus.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667229840.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667229840.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667229903.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667229903.jpg)

Den Kristall von oben rechts habe ich nochmal herauskopiert. Deutlich ziehen sich Gräben von links nach rechts über den Kristall.  Natürlich ist es auch nicht: beim Einstellen für die Fotos hatte ich zunächst den Laser noch gut fokussiert und bin damit ein paar Mal über die Kristallgruppe "gezittert", bis ich dort hingetroffen hatte, wo ich wollte. Dann habe ich defokussiert. Das war keine gute Reihenfolge. Die Gräben sind schlichtweg die Brandspuren, an denen der fokussierte 100 mW Laser Material abgetragen hat. Gut, dass das nicht mein Auge war.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667230124.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667230124.jpg)

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: guefz am 31 Oct 22, 17:05
Das mit Löcher brennen mit dem Laser in Kristallen ist mir durchaus geläufig  ;D
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 31 Oct 22, 17:17
:D Oft ist das Ergenis unansehnlich braun-schwarz (grad auch bei Uranmineralien unschön). Aber hier sieht man wenigstens was....
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 06 Nov 22, 12:19

Hallo zusammen

Wieder Apatit, aus Pakistan. Hier ist das Bild bei 365nm interessant. Die gelbe Mn2+ Emission ist von einer unbekannten blauen Emission so überlagert, dass insgesamt der Eindruck etwa rosa ist - aber nicht gleichmäßig. An manchen Stellen dominiert gelb.

Bei Tageslicht
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667732635.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667732635.jpg)

Anregung 255nm, 365nm und 405nm (links nach rechts)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667733043.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667733043.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667732994.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667732994.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667732831.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667732831.jpg)

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 06 Nov 22, 13:20
Hoi

Noch etwas ganz anderes. Roter Beryll ('Bixbit') von den Wah Wah Mountains wird durch Mn3+ gefärbt (Czaja 2018) - und das leuchtet auch. Ganz analog zu Mn3+ in roten Grossular von Sierra de Cruces in Mexiko. Hier habe ich den Beryll mit einem grünen Laser (515nm) angeregt und geeignetem Filter fotografiert. Grüne Anregung klappt auch für den Grossular, für Smaragd und andere Cr3+ haltige Mineralien, für Nd3+ und bestimmt noch einiges mehr.....

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667736536.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667736536.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667736782.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667736782.jpg)

Gruß, Martin

---

Czaja, Maria, et al. "The absorption-and luminescence spectra of Mn3+ in beryl and vesuvianite." Physics and Chemistry of Minerals 45.5 (2018): 475-488.

EDIT: Ich hab nachgemessen der Laser liegt bei 515nm (als 520nm gekauft).
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Sebastian am 07 Nov 22, 08:20
Hallo,
Ja 532nm (grüner Laser) regt auch im Topas Cr3+ an (Schneckenstein u.a.)

Gruß Sebastian
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 07 Nov 22, 21:13
Zitat von: Sebastian am 07 Nov 22, 08:20
Hallo,
Ja 532nm (grüner Laser) regt auch im Topas Cr3+ an (Schneckenstein u.a.)

Gruß Sebastian

 ;D na eh - hier sind dazu die Spektren von Topas vom Schneckenstein (Cr3+), rotem Beryll von den WahWah Mountains (Mn3+) und Grossular von der Sierra de Cruces (ebenfalls Mn3+), jeweils grün angeregt, hier mit einem 515nm Diodenlaser.
Nachdem 532nm typischerweise frequenzverdoppelte Nd-Quellen mit kräftigem 808nm Pumplaser sind, kommt da häufig noch das Pumplicht mit. Und für die Spektroskopie stört das gewaltig. Deshalb eben der 515nm Laser.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1667851559.png) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1667851559.png)

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 10 Dec 22, 23:57
Hallo zusammen

Zirkon von Monte Gridone/Tessin, Seiland/Norwegen und  Dmytrivka/Ukraine

Tessin,
gelb leuchtend bei 255 nm Anregung

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1670712358.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1670712358.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1670712434.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1670712434.jpg)

Seiland.
Hier leuchtet der Zirkon bei 255nm Anregung gelb und bei 405nm intensiv orange.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1670710242.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1670710242.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1670710378.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1670710378.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1670710422.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1670710422.jpg)


Dmytrivka
Bei diesem Zirkon kontrastiert die gelbe Lumineszenz  stark zur dunkelrot leuchtenden Matrix (Albit?; Anregung 255nm) während die Lumineszenz unter 405nm Anregung eher blass ausfällt.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1670710916.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1670710916.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1670711097.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1670711097.jpg)  (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1670711652.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1670711652.jpg) 

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 Apr 23, 20:32
Hallo zusammen

Dreimal Apatit, Anregung bei 405nm und drei verschiedene Emissionsfarben (von links)

Apatit von der Hohen Wand leuchtet gelb (Mn2+), von der Yates Mine orange (Sm3+) und von der Zheleznyi Mine (Kovdor, Russland) grün (Uranyl-Ion).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1682878420.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1682878420.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1682878675.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1682878675.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1682878928.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1682878928.jpg)


(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1682878482.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1682878482.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1682878755.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1682878755.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1682879011.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1682879011.jpg)


Viele Grüße,
Martin

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 06 May 23, 16:20
Hoi zusammen

Schwer zu fotografieren, weil die Lampe nicht fokussiert beleuchtet und die Filter doch einen blauen Anteil der UVC-LED noch durchlassen:
Hemimorphit mit Serpierit in einem Hohlraum, von der Grube Glücksrad.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1683382583.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1683382583.jpg)

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 02 Jun 24, 15:12
Zitat von: jürgen lange am 16 Jan 22, 12:24
Hallo Martin, eine sehr interessante Diskussion läuft hier. Frage zu Deiner Antwort #83 A

"Die Apatitstruktur ist - wie auch die Granatstruktur - sehr gut geeignet, Leuchtzentren aufzunehmen..."

Zeigen Granat-Kristalle auch die diskutierten Leuchteffekte?

Ich kann es mangels einer funktionsfähige UV-Lampe leider selbst nicht ausprobieren...

Einen schönen Sonntag Jürgen Lange

Hallo zusammen

wegen natürlichen lumineszierenden Granaten ein Nachtrag. In den letzten Monaten hatte ich mir gezielt Granate von diversen Fundstellen angeschaut und spektroskopiert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein niedriger Eisengehalt wichtig ist, damit die Emission nicht unterdrückt wird - bei durch Eisen gelb, rot, grün und braun gefärbte Granaten konnte ich keine Lumineszenz beobachten.
Wenn Lumineszenz auftrat, dann typischerweise mit Cr3+ oder Mn2+ als Emitter, seltener und zusätzlich anderes (s.u.). Die Anregung ist nicht unbedingt bei 365nm optimal - besser geht es für Mn2+ und Cr3+ mit 405 nm (dann braucht es aber Filter zum Beobachten). Für andere Emitter sind ggf. andere Wellenlängen noch besser geeignet. Benutzt habe ich
255nm, 310nm, 365nm, 395nm, 405nm, 450nm, 488nm, 515nm.

Emitter Emissionsfarben
Mn2+ - gelborange
Mn2+ ZPL (zero phonon luminescence ) - rotorange
Mn3+ - tiefrot
Cr3+ - tiefrot
Ni2+ - tiefrot
Dy3+ - weiß (türkis+gelb)
Sm3+ - rotorange
Nd3+ - NIR
unbek: verschiedene deutlich definierte Banden, die ich nicht zuordnen kann.

in der Literatur werden noch weitere Emitter genannt, die ich noch nicht nachvollziehen konnte:
REEs wie Tb, Er, Ho
V3+ (NIR)
V2+ (beruht auf einer Publikation von Gaft, die häufig zitiert wird. V2+ ist in Granat sehr exotisch, die Emission in Tsavorit wurde wiederlegt. )
Mn4+

Hier eine kleine Auflistung, die Fundort und Farbe der Granate benennt, wobei ich nur berichte, welche Emitter ich nachweisen konnte. Typischerweise habe ich mehr als ein Stück untersucht und durchaus unterschiedliche Emissionen gefunden. Hier gehe ich nicht in Details, z.B. was dominiert und welche beobachtete Lumineszenzfarbe sich aus welchen Anteilen zusammensetzt.

Grossular
-Jeffrey mine, Asbestos, Québec, Canada: farblos, weiß, leicht rosa bis rosa, orange, beige, grün -
Mn2+, Mn2+ ZPL, Dy3+, Sm3+, Nd3+, Ni2+, Cr3+
-Orford Nickel Mine, St-Denis-de-Brompton, Québec, Canada: grün
Nd3+, Cr3+, unbek.
-Xalostoc, Ayala Municipality, Morelos, Mexico: rosa
Mn2+,Mn3+,Sm3+, Cr3+
-Sierra de Cruces, Sierra Mojada, Coahuila, Mexico: rosa bis himbeerfarben
Mn2+,Mn3+, Cr3+
-Il Colletto, Sampeyre, Val Varaita, Cuneo, Piedmont, Italien: farblos
Mn2+, Cr3+
-Val Camonica, Brescia, Lombardei, Italien: hellbeige
Mn2+, Cr3+, Nd3+
-Pakistan (KPK; Mana Mine; Mohmand Agency; unbenannte Fundorte): weiß, grünlich weiß, beige, leicht orange
Mn2+, Cr3+
- Merelani Hills, Tansania: gelblichweiss, grünlich, grün ("Tsavorit")
Mn2+,  Dy3+, Sm3+, Nd3+,  Cr3+
- Tunduru River, Ruvuma Region, Tanzania: gelb-braun, leicht rosa
Mn2+, Cr3+
interessant: spektral unterscheidbare Sm3+ Emission von Apatit-Inklusionen im Granat
-Stifle Claim, Georgetown, El Dorado Co., California : weiß, farblos
Mn2+, Mn2+ ZPL, Dy3+, Sm3+, Nd3+

Pyrop
-Martiniana Po, Dora-Maira-Massiv, Cuneo, Piemont, Italien: weiß, rosa, pink
Dy3+, Sm3+, Cr3+
interessant: Inklusion von weißem Kyanit, der eine charakteristische Cr3+  zeigt
- Tunduru River, Ruvuma Region, Tanzania: rosa
 Cr3+,  Nd3+


Spessartin
-Afghanistan (unbenannt) orange
unbek. Emitter
-Pakistan (KPK; unbenannter Fundort): violett, orange
unbek. Emitter
-Tanzania (Tunduru River, Ruvuma Region, Tanzania; unbeannter Fundort): orange
Cr3+

Uvarovit
-Saranovskii, Gornozavodskiy-Gebiet, Perm Region, Russland: grün
 Cr3+,  Nd3+

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Jul 25, 00:20
Fluorapatit, Nuestra Señora del Carmen, Jumilla, Murcia

Tageslicht,
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1751923575.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1751923575.jpg)

405nm Anregung und UV-MW 310nm Anregung - jeweils unterschiedliche Emitter bestimmen die Farben....
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1751923703.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1751923703.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1751923761.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1751923761.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Jul 25, 00:23
Xenotim-Y in Matrix, Mnt. Zagi, Pakistan,...

Bei Tageslicht
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1751926325.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1751926325.jpg)

bei 365nm dominiert die gelbe Dy3+ Emission, bei 405nm die orange Emission von Sm3+.
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1751926416.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1751926416.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1751926465.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1751926465.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 04 Sep 25, 12:37
Creedit, Qinglong-Mine, Guizhou, China

Tageslicht, 365nm, 255nm. Das Stück zeigt deutliches Nachleuchten für alle UV-Anregungen.

P.S.: Die Spiegelung unter dem Stück stammt von der Glasplatte und ist keine Bildbearbeitung.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1756981724.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1756981724.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1756981768.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1756981768.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1756981992.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1756981992.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 04 Sep 25, 20:32
Fluorit, Mina Moscona, Asturien, Spanien

Tageslicht, 365nm, 310nm, 255nm (gegen den Uhrzeigersinn, von oben links).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757010209.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757010209.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757010350.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757010350.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757010316.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757010316.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757010279.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757010279.jpg)

EDIT: Wellenlängenzuordnung korrigiert.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 05 Sep 25, 17:32
Dolomit aufFluorit, Mina Moscona

Dieser Fluorit reagiert anders, als der zuvor gezeigte. Während sich die Emission des Fluorits von rosa (bei 365nm Anregung) auf gelblich-weiß ändert (bei 310nm), leuchtet der Dolomit lediglich bei 310 nm).
Wie schon zuvor sind die Tageslichtaufnahmen lediglich als Belege gedacht, leider erscheinen sie in der Medienbibliothek immer quasi als Titel einer Fotogruppe....

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757084855.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757084855.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757084943.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757084943.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757084975.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757084975.jpg)



Geode (Calcit, Quarz, Goethit) von Las Choya, Mexicos

Tageslicht; Anregung 320 nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757085378.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757085378.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757085433.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757085433.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 06 Sep 25, 12:42
Danburit, Charcas, San Luis Potosi, Mexico

Tageslicht, 310nm Anregung und Detailansicht.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757155033.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757155033.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757155070.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757155070.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757155098.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757155098.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 07 Sep 25, 15:51
Danburit, Mina Aurora Charcas

Bei diesem Danburit  ist die blaue Emission sowohl bei 365nm als auch bei 310nm Anregung sehr deutlich und hell.
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757251908.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757251908.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757251940.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757251940.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757251968.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757251968.jpg)

Calcit, Landelies, Belgien

Tageslicht, 365nm und 310nm. Das intensive Pink bei 310nm Anregung bringt meine Kamera an den Rand ihrer Möglichkeiten. Leider war das Stück auch kaum zu reinigen, da die Fussel fest sitzen und der Calcit sehr weich ist.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757252121.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757252121.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757252150.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757252150.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757252197.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757252197.jpg)

Gips, Tagebau Amsdorf

Tageslicht, 365nm und 310nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757252602.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757252602.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757252641.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757252641.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757252667.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757252667.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 08 Sep 25, 19:29
Calcit, Iraí, Rio Grande do Sul, Brasilien
Tageslicht, 365nm Anregung, 310nm Anregung

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757351561.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757351561.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757351608.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757351608.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757351634.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757351634.jpg)

Grossular; KPK, Pakistan (Mana Mine?)
Tageslicht, 365nm Anregung, 405nm Anregung (Filterwirkung grenzwertig)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757352086.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757352086.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757352129.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757352129.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757352160.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757352160.jpg)

Scheelit, Yaogangxian Mine, Chenzhou, Hunan, China
Tageslicht, 365nm, 310nm, 255nm  (von oben links; gegen den Uhrzeigersinn)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757351765.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757351765.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757351968.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757351968.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757351872.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757351872.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757351915.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757351915.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 09 Sep 25, 19:30
Fluorit

Unter der Bezeichnung "Black Rose Fluorite" werden Fluorite gehandelt, die vermutlich strahlungsinduziert (natürlich  bestrahlt  - oder künstlich ist mir unbekannt) schwarz-violett sind und unter langwelligem UV (365nm) rot leuchten. Die Herkunft dieser Fluorite ist mir nicht sicher bekannt - im Internet habe ich Pakistan und auch China als Quelle gefunden. Mein Stück hatte Pakistan als Herkunftsangabe.
Das ist vergleichbar mit jenen rot emittierenden Fluoriten aus z.B. Mexico oder Berbes, die in der Literatur beschrieben sind, bzw. wie man sie an einigen Fundorten findet (in Deutschland z.B. Grube Clara, verschiedene Fundorte im Erzgebirge).  Zudem wird berichtet, dass die rote Emission ausbleichen könne, wie es ebenfalls von vergleichbaren Stücken anderer Fundort bekannt ist.
Vielleicht weiß jemand von Euch mehr?

Literatur: Gaft, M., Waychunas, G. A., Rossman, G. R., Nagli, L., Panczer, G., Cheskis, D., & Raichlin, Y. (2020). Red photoluminescence and purple color of naturally irradiated fluorite. Physics and Chemistry of Minerals, 47, 1-11.


(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757438035.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757438035.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757438137.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757438137.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757438195.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757438195.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757438211.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757438211.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 11 Sep 25, 22:40
Topas aus Mexiko

Tageslicht;
405nm (links oben), 365nm (rechts oben), 310nm (links unten) und 255nm (rechts unten) Anregung

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757622776.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757622776.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757622843.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757622843.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757622883.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757622883.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757622905.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757622905.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757622931.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757622931.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 14 Sep 25, 21:37
Spinell (Badakshan, Afghanistan)
Tageslicht, 405nm, 365nm, 310nm (von oben links im Uhrzeigersinn).

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757877512.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757877512.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757877664.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757877664.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757877594.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757877594.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757877563.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757877563.jpg)

Dawsonit (Benadikovce, Slowakei)
Tageslicht, 365nm, 255nm
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757878063.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757878063.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757878148.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757878148.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757878181.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757878181.jpg)

Creedit (Qinglong-Mine, Guizhou, China)
Als Nachtrag eine andere Ansicht bei Tageslicht und bei 405nm Anregung - die Emission schiebt merklich Richtung grün.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757877847.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757877847.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1757877823.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1757877823.jpg)

Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 16 Sep 25, 23:09
Axinit-(Mn) (Pachapaqui, Ancash, Peru)
Tageslicht, rote Mn2+ Emission bei Anregung mit 365nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758055852.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758055852.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758056029.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758056029.jpg)

Gips (Montalbán, Teruel, Aragón, Spanien)
Tageslicht, 365nm und 310nm Anregung

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758055573.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758055573.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758055611.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758055611.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758055635.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758055635.jpg)

Agrellit (Kipawa-Komplex, Québec, Kanada)
Die Lumineszenz wird dominiert durch die Mischung der verschiedenen Emissionen von Seltenerdionen. Insbesondere ist der pinke Farbeindruck eine Überlagerung von blauen Anteilen (Ce3+, Eu2+) mit gelb bis roten Beiträgen von Dy3+,Eu3+,Sm3+, Pr3+ aber auch von Mn2+. Insbesondere bei 365nm Anregung (ebenso wie bei 405nm Anregung - nicht gezeigt) dominiert Sm3+, insbesondere bei 310nm Anregung nimmt man stellenweise noch die gelbe Emission von Dy3+ wahr, während bei 255nm auch der begleitende Feldspat tiefrot leuchtet.

Tageslicht, 365nm, 310nm und 255nm Anregung (im Uhrzeigersinn von links oben)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758054892.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758054892.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758054979.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758054979.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758055343.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758055343.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758055295.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758055295.jpg)


Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: giantcrystal am 16 Sep 25, 23:31
Sehr schön !!

Danke fürs Zeigen

Falls du UV - Mineralien sammelst, hätte ich noch einige abzugeben

Gruß

Thomas
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 16 Sep 25, 23:34
Hoi Thomas

Danke! Ja, da hab ich mich etwas spezialisiert - bin da durchaus interessiert. Vielleicht schreibst Du mir ein PN, was Du abgeben könntest/möchtest?

Merci vielmals!

Grüße, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Bruno80090 am 17 Sep 25, 18:41
Sehr schöne Bildern ... aber pass auf für die Augen !!! ... sicher mit den Kürtzten Wellenlänge  ;D.
MFG,
Bruno
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 18 Sep 25, 08:55
Grossular
Weiter oben hatte ich zur Lumineszenz von Granaten geschrieben, hier eine kleine Zusammenstellung von Bildern dazu. Beachtet die doch unterschiedlichen Farbtöne. Insbesondere der nahezu reine Rotton des Grossulars vom Stifle claim ist sehr schwer fotografisch am Computer darzustellen.


Jeffrey Mine, Québec
Emission dominiert von Mn2+, zusätzliche Beiträge von Dy3+ und Sm2+
Übersicht Tageslicht, 365nm und leuchtet ungewöhnlicher Weise auch bei 255nm.
Detail Tageslicht, 365nm und 405nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758176082.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758176082.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758176119.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758176119.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758176177.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758176177.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758176299.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758176299.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758176397.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758176397.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758176355.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758176355.jpg)


Sierra de Cruces, Mexico
Tageslicht und Mn3+ Emission bei 310nm Anregung

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1647638554.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1647638554.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758177613.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758177613.jpg)


Stifle claim, Georgetown District, El Dorado County, Kalifornien
Tageslicht und zero phonon luminescence (ZPL) von Mn2+ bei 365nm Anregung

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758176755.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758176755.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758177999.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758177999.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 23 Sep 25, 23:07
Grossular

Nachgeliefert - eine Übersicht zu einem Grossular vom Stifle Claim. Dunkelrote Bereiche (Anregung 365nm) zeigen die oben genannte Emission der zero phonon line von Mn2+, daneben gibt es Bereiche mit der typischen gelborangen Mn2+ und weisslich-gelb leuchtende Bereiche mit einem deutlichen Anteil an Dy3+ und Sm3+ Emission. Unter 405 nm Anregung dominiert Mn2+, die Sm3+ Emission geht unter. Interessant ist eine schwache dunkelrote Emission unter 310nm Anregung - wohl wiederum ZPL von Mn2+.
Im Uhrzeigersinn von links  oben: Tageslicht, 405nm, 365nm und 310nm Anregung.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660045.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660045.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660091.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660091.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660159.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660159.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660127.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660127.jpg)

Von der Sierra de Cruces zwei Stücke zum Vergleichen. Insbesondere bei 405nm Anregung sieht man auf dem einen Stück deutlich, dass auch reine gelborange Mn2+ auftritt - also Bereiche ohne Mn3+. Im Tageslichtbild sind diese Kristalle dann auch farblos.
Jeweils  Tageslicht - 405nm Anregung (Mn2+ und Mn3+) und 310nm Anregung (nur Mn3+)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660326.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660326.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660391.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660391.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660546.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660546.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660861.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660861.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660750.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660750.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758660615.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758660615.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 25 Sep 25, 22:52
Granat

Lumineszierende Granate gibt es von vielen Fundstellen. Meist dominiert Mn2+ mit gelb-oranger Emission die Lumineszenz, zuweilen leuchten sie auch dunkelrot  durch Cr3+ - und solche Granate müssen keineswegs Chrom-grün sein (siehe Grossular von der Mana Mine). In der zweiten Spalte erfolgte die Anregung jeweils bei 405nm.

Bazhenovskoe-Ural; Tageslicht, 405nm und 365nm
Jeffrey Mine; Tageslicht, 405nm und 365nm
KPK, Pakistan; Tageslicht, 405nm und 365nm
Mana Mine, Pakistan; Tageslicht und 405nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830194.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830194.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830297.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830297.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830240.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830240.jpg) 
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830497.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830497.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830584.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830584.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830542.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830542.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830887.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830887.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758831009.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758831009.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830973.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830973.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830751.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830751.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758830832.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758830832.jpg)

Pyrop und Spessartin
Abschließend noch Cr3+ - Emission bei Pyrop  (Martiniana Po; Tageslicht und Anregung 405nm) und eine Zusammenstellung (versch. Fundorte), die außer Grossular auch leuchtenden Spessartin (Cr3+-Emission) zeigt; Anregung 405nm und 365nm sowie Tageslicht.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758831137.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758831137.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758831215.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758831215.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758832097.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758832097.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758832044.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758832044.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1758831830.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1758831830.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 29 Sep 25, 21:03
Wollastonit (weiß) und Miserit (rosa)
von der Union Carbide Mine, Wilson Springs, Arkansas, USA

Tageslicht, darunter von links oben im Uhrzeigersinn:
405nm, 365nm, 310nm und 275nm Anregung.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759172013.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759172013.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759172128.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759172128.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759172160.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759172160.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759172216.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759172216.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759172251.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759172251.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 03 Oct 25, 15:57
Agrellit

Nochmals Bilder von Agrellit, allerdings von einem anderen Fundort, nämlich dem Murun Massiv in Jakutien.. Zum einen fehlt  bei 365nm die orange Emission von Sm3+, wie sie bei dem Stück von Kipawa auftritt und zum anderen leuchtet der asoziierte Feldspat (nur) unter 275nm Anregung deulich rot (Fe3+).

von links oben im Uhrzeigersinn: Tageslicht, Anregung bei 365nm, 310nm und 275nm.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759499171.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759499171.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759499269.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759499269.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759499377.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759499377.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1759499323.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1759499323.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 09 Oct 25, 22:15
Marialith

vom Marmorvorkommen, Morogoro, Tansania; EDX- analysiert.

Die tief rote Lumineszenz unter 275nm Beleuchtung stammt vermutlich vom Eisen, der blaue Anteil von Ce3+ - zusammen ergibt das dann das blau-violett bei 310 nm und 365nm Anregung. bei 405nm ist die Emission definitiv Richtung orange verschoben - das deutet möglicherweise auf die Emission von S2- muss ich aber noch prüfen. Ich zeige Euch folgende Bilder (mehr Bilder gibt es, wenn man das Fotosymbol anklickt):

Tageslicht
darunter von links oben im Uhrzeigersinn: Anregung 275nm, 310nm, 405nm, 365nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760040432.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760040432.jpg)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760040568.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760040568.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760040506.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760040506.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760040597.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760040597.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760040625.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760040625.jpg)


Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Superstrahler am 09 Oct 25, 23:36
Passend dazu:
Marialith, Fluoreszenz
Fundort: Morogoro-Region, Tansania. Kristallbreite 4mm.
Links: Sichtbares Licht 6500K, ISO250, 1/60s;
Rechts: Fluoreszenz bei Anregung UV-C LED 255nm ("kurzwellig"), Foto mit Zeiss UV-Sperrfilter, ISO4000, 1/2s.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1724876943.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1724876943.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 10 Oct 25, 22:58
Hiddenit
von Minas Gerais, eine Cr-haltige Varietät von Spodumen. Es leuchtet Cr3+ und bei kurzwelliger Anregung eventuell eine [TiO6]-Gruppe, vgl.
Vigier M, Fritsch E, Cavignac T, Latouche C, Jobic S. Shortwave UV Blue Luminescence of Some Minerals and Gems Due to Titanate Groups. Minerals. 2023; 13(1):104. https://doi.org/10.3390/min13010104

Im Uhrzeigersinn von oben links: Tageslicht, Anregung 275nm, 365nm, 405nm
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760127691.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760127691.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760127755.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760127755.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760127844.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760127844.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760127803.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760127803.jpg)

Axinit-Mg
von Merelani, Tansania. Emitter ist ebenfalls Cr3+ und vermtl. Mn2+.

Von links: Tageslicht, 365nm Anregung und 405nm Anregung.
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760128009.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760128009.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760128059.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760128059.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760128094.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760128094.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 11 Oct 25, 20:48
Kunzit
von Laghman, Afghanistan. Hier mit Kunzit nochmals Spodumen, aber im Gegensatz zum Hiddenit nicht durch Cr3+ grün, sondern durch Mn2+ rosa gefärbt. Die Lumineszenz bei 365nm ist ausgeprägt orange...
Von links: Tageslicht, Anrgeung 310nm und 365nm.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760208144.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760208144.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760208253.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760208253.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760208214.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760208214.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 12 Oct 25, 21:42
Baryt auf Cerussit - und eine technische Anmerkung

Dieses Stück mit Baryt auf Cerussit aus Marokko zeigt ein interessantes Verhalten bei kurzwelligem UV. Was ist kurzwelliges UV? Halt so um 255nm und unter 280nm.... Kürzlich hatte ich mir eine Taschenlampe mit 275nm gekauft, also auch kurzwelliges UV. Hier die Bilder -
Jeweils von links zuerst Tageslicht und Anregung mit 405nm, darunter 365nm und 310nm.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760296481.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760296481.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760296530.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760296530.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760296574.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760296574.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760296615.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760296615.jpg)

Die Farben stimmen ziemlich mit dem visuellen Eindruck (hinter einem geeigneten Filter, hier ein T* von Zeiss) zusammen - bei 310 nm (also mittleres UV) hat sich ein Grünstich eingeschlichen, der Baryt ist bis dahin unauffällig. Und jetzt zum kurzwelligen UV. Links - 275nm, da ist noch alles so wie zuvor, vielleicht für Cerussit noch etwas mehr Grünstich. Aber bei 255nm - der Cerussit leuchtet kaum noch dafür sieht man beim Baryt ein rotviolettes Leuchten...

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760296654.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760296654.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760296687.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760296687.jpg)

Und das innerhalb von nur 20nm... oder? In Energien betrachtet sieht das anders aus - da ist die 275nm von 255nm weiter weg als 405nm von 365nm... Und Energie ist das Maß der Dinge für die Anregung von Lumineszenz. Die Tabelle der Wellenlängen gängiger Laserdioden und LED-Taschenlampen zeigt die Verhältnisse (Energie in Elektronenvolt, eV. Die Einheit wird viel in der Optik und Halbleiterei benutzt)

450nm  2.76eV
405nm  3.06eV
365nm  3.40eV
310nm  4.00eV
275nm  4.51eV
255nm  4.86eV

Hier sieht man auch, dass zwischen 405nm und 255nm ein riesiger Unterschied besteht - nämlich in Energie ausgedrückt mit 1.8eV mehr, als das sichtbare Spektrum (380nm-780nm) umfasst - das sind nämlich nur 1.68eV...
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 15 Oct 25, 20:09
Svabit

Von Rakten, Norrbotten in Schweden kommt dieser (analysierte) Svabit. Unter kurzwelliger Anregung luminesziert er gelborange, mit Mn2+ als Leuchtzentrum. Leider teilt er dieses Verrhalten auch mit anderen Mitgliedern der Apatit-Gruppe, insbesondere auch mit Mimetesit und Pyromorphit - bei groben Stücke, die ich von anderen schwedischen Fundstellen (z.B. Långban) habe, erwiesen sich die unter UV gelb-orange leuchtenden Adern im EDX als Mimetesit - per Label hätte das Svabit sein sollen. Das könnte so auch bei einigen Bildern bei anderen Seiten im Internet der Fall sein.
P.S. Aktuell versuche ich, hier im Atlas die Lumineszenz-Datenbasis ein bisserl mit Bildern aufzufüllen und mit Bildern zu belegen....

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760505888.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760505888.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760505973.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760505973.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 18 Oct 25, 22:16
Leukophan

von Mont Saint Hillaire, Québec, Kanada. Dieser leicht grünliche Leukophan sitzt auf Aegirin-Kristallen. Die in diesem Fall "quietschbunten Farben" (Danke Amir für deine schöne Formulierung von anderswo) der Lumineszenz stammt im wesentlichen von Überlagerungen der Emissionen verschiedener seltener Erden (REEs, vorallem Ce3+ - blauer Farbbbeitrag, Dy3+ - gelb und blau, Sm3+ - orange, Pr3+ - orange und anderen) mit einer breiteren rot-orangen Emission von Mn2+.
Je nach Anregungswellenlänge wird die eine oder andere Kombination besser getroffen und die Emissionsfarben verschieben sich entsprechend. Das ähnelt sehr dem, was bei Agrellit beobachtet werden kann. in diesem Fall aufgespießt auf Aegirin, quasi Lumineszenz am Spieß.

Weisslicht, 275nm und 310nm Anregung. Darunter 365nm und 405nm Anregung.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760817014.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760817014.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760817134.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760817134.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760817205.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760817205.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760817259.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760817259.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1760817370.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1760817370.jpg)


Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 21 Oct 25, 23:30
Nachleuchten

In diesem Beitrag möchte ich Euch nachleuchtende Fluorite vorstellen, zum einen von Pakistan zum anderen vom Pint's Quarry in Iowa. Die Lumineszenz dieser beiden Fluorite ist vom Mechanismus her grundverschieden.

Die pakistanischen Fluorite sind grün gefärbt und enthalten - wie das EDX gezeigt hatte - einige Seltenerd-Spezies, explizit genannt Samarium, Europium und Dysprosium. Zweiwertiges Samarium Sm2+ kann die grüne Färbung von Fluorit verursachen - und (z.B. thermisch oder durch Licht angeregt) als Elektronen-Donor agieren, Sm2+->Sm3++e-. Diese Elektron kann dann auf ein anderes Ion übertragen werden und dort Licht-Emission verursachen.
Dies erklärt bereits zum einen das Ausbleichen - Sm3+färbt Fluorit nicht grün - und ist zum anderen der Mechanismus, der für persistente Lumineszenz verantwortlich ist.
Hier die Bilder. Bei Weisslicht erscheint der rechte Fluorit grün, er wurde im Dunkeln aufbewahrt. Das linke Stück hatte ich intensiv untersucht, durch die Beleuchtung mit UV und anderem, intensivem Licht ist er ausgeblichen und erscheint nun gelblich. Bei Beleuchtung mit 365nm hingegen zeigt er  deutliche Anteile der typischen blauen Emission von Eu<sup>2+</sup>. Möglicherweise waren also Eu<sup>3+</sup> der Landeplatz der Elektronen gemäß
Sm2+->Sm3++e-und
Eu3++e-->Eu2+

Weisslicht - 365nm Anregung
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761078545.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761078545.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761078712.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761078712.jpg)

Das Bild unter 310nm Anregung zeigt eine deutlich grüne Emission beider Stücke, die ich noch nicht zuordnen kann, unter 255nm (anders als unter 275nm) sieht man beim linken Stück die gelbe Emission von Dy3+  durchschlagen, die rechts von der grünen Lumineszenz überstrahlt wird. Spektroskopisch ist Dy3+   auch dort nachweisbar.

310nm Anregung - 255nm Anregung
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761078801.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761078801.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761078984.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761078984.jpg)

Das grüne Nachleuchten (im letzten Bild) hält sehr lange an (mehrere Minuten), ist für das rechte Stück tatsächlich fotografierbar hell.
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761079231.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761079231.jpg)

Über die am Mechanismus beteiligten Ionen bin ich mir nicht hundert Prozent sicher auch wenn EDX-Daten und Spektralanalysen in die Richtung zeigen, die ich skizziert habe. Ohne aufwendige Anlysetechnik ist hier leider nicht mehr zu machen.


Ein ganz anderer Mechanismus liegt beim Stück vom Pint's Quarry vor. Dort wurden organische Moleküle in die Fluorit-Kristalle eingelagert. Diese verursachen die gelbliche bis bräunliche Färbung (root-beer fluorite) und leuchten unter UV-Beleuchtung - bei 365nm intensiv weiß.

Weisslicht - 365nm Anregung
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761079580.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761079580.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761079652.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761079652.jpg)

Bei 255nm bzw 310nm (hier gezeigt) bläulich. Tatsächlich wird wohl ein Teil der Moleüle insbesondere vom kurzwelligen Licht in einen Triplett-Zustand gebracht, aus dem dann (nach Abschalten der Beleuchtung) die Relaxation in den Grundzustand das grüne Nachleuchten verursacht: hier liegt also tatsächlich eine langlebige Phosphoreszenz vor.

310nm Anregung - zugehöriges Nachleuchten (Phosphoreszenz)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761079736.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761079736.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761079914.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761079914.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 Oct 25, 20:19
Fotos zum Knobeln

Heute zeige ich Euch ein paar Bilder zum Knobeln.... Im diesem Fall ein intensives Rot auf intensivem Blau: Calcit auf Fluorit von der Mina Berta, angeregt bei 310 nm. Per Augenschein ist beides hell, klar sind die Formen und Kanten der Kristalle zu sehen, auch eine deutliche Transparenz stellt sich insbesondere bei den Fluoriten ein. Alles wunderbar.... Und das Foto? Hmmmm. Überbelichtet. Kanten sind keine mehr zu sehen und alles ziemlich Matsch. Runter mit der Belichtungsdauer. Die Helligkeitbalance stimmt auch nicht. Per Augenschein wirken die beiden Farben ausgeglichen, und auf dem Foto? Also nocheinmal fotografiert...Und wieder... und wieder...

Dem Bild unter Weisslicht (links) habe ich eine Bearbeitung beigestellt, die für mich am ehesten bei dem Eindruck liegt, den ich habe, wenn ich das Stück unter UV 310nm direkt anschaue: mit einigermaßen deutliche Kontraste etc. Aber stimmt das so??? Dazu habe ich das Original gepackt, unterbelichtet - viel zu dunkel!

Bin gespannt, was Ihr aus dem Bild zaubert. Meine Vorgaben sind: ich will
-Struktur sehen und keinen Farbbrei
-ein Gefühl davon bekommen, dass die beiden Mineralien hell leuchten, und zwar wahrgenommen etwa gleich hell,
-Blau und Rot, also kein Rosa und kein Weiss oder Ähnliches,
-die Farben brilliant und kontrastreich

Wie gesagt: real ist das Stück bei 310nm Beleuchtung ein Augenschmaus....

Grüße, Martin

Weisslicht - 310nm; bearbeitet und 310nm unbearbeitet.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761851796.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761851796.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761851753.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761851753.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1761851694.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1761851694.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Brodi69 am 31 Oct 25, 06:02
Lieber Martin
Du willst also ein Bild vom selbstleuchtenden Objekt das aussieht, wie ein Bild desselben Objekts, wenn es von aussen beleuchtet wird? Versteht es sich nicht von selbst, dass dies rein Lichttechnisch nicht geht, weil es am selbstleuchtenden Objekt keine Schatten geben kann. Oder habe ich in deinen Wunsch etwas falsch hineininterpretiert? Ich finde das Foto und die Kontraste sehr schön, gelungen und repräsentativ.
Liebi Grüessli
Christian
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 31 Oct 25, 07:40
Hoi Christian,

 Du verstehst mich da ganz falsch!

Das Problem sitzt ganz woanders. Tatsächlich ist es so, dass Deine Augen eine ganz andere Dynamik haben, als die Kamera. Du erkennst Nuancen der Helligkeit, und tatsächlich lassen sich Kanten normalerweise durchaus bei einem lumineszierenden Objekt sehen. Da gibt es Kontrast zwischen Flächen die direkt angeleuchtet werden und solche, die nicht direkt angeregt werden (wenn man unbedingt will, könnte man das "Schatten" nennen - ich würde das eher als Kontrast benennen). Oder solchen, die eben heller leuchten oder dunnkler. Also Strukturen sind eigentlich da. Das Problem wie gesagt sitzt ganz woanders.

Die Farben sind in diesem Fall quasi rein, reines Blau und reines Rot. Wenn die Helligkeit und der Kontrast eingestellt werden soll, kann eben nur der Blau- oder Rotkanal beitragen, da sonst die Farbe verstimmt wird. Tricksen geht kaum. Das Ergebnis ist weit weg vom direkten visuellen Eindruck.

Wenn die Stücke "bunter" sind - also etwas mehr Richtung orange oder grünblau gehen, dann wird das deutlich besser. Aber gerade die Kombination der reinen Grundfarben finde ich schwer zu bearbeiten. Im übrigen gilt das auch für manche Uranmineralien oder auch Willemit - das Grün lässt sich auch schwer anpassen.

Aber spielt doch einfach mal mit dem Originalbild, spannend ist zu sehen, was automatische Anpassungen der verschiedenen Programme daraus machen oder was es bringt, die Helligkeit quasi gleichmässig zu verteilen. Im Originalbild gibt es ja die Kanten und Kontraste, nur wie gesagt alles viel zu dunkel!

Grüße zurück
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Brodi69 am 31 Oct 25, 17:31
Ok, dann also eher ein problem der Farbe...lässt sich das tatsächlich lösen?

Bin gerade in den Bergen, drum kann ich nicht mitüben...

Grüessli
Christian
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 31 Oct 25, 21:47
Zitat von: Brodi69 am 31 Oct 25, 17:31
Bin gerade in den Bergen,...

Will auch!  :-) geniess es!
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 01 Nov 25, 15:04
Genthelvin

Hier stelle ich Euch Genthelvin von zwei unterschiedliche Fundorten vor, einmal von Argentinien und einmal von Kanada.

Zunächst das Stück mit grünblauem Genthelvin auf Hämatit vom El Criollo Pegmatit, Cerro Blanco, Córdoba, Argentinien. Bei Anregung mit 365nm Uv-Licht leuchtet Mn2+ in diesem Genthelvin grün auf. Bei kürzerer Anregung tut sich nichts - bei 310nm sehen wir nur die nicht ausreichend blockierten Reste des Anregungslichts, das im Bild blau erscheint: der spiegelnde Hämatit ist da schon ein schwieriger Partner im Bild.....

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762002682.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762002682.jpg)(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762002822.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762002822.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762002893.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762002893.jpg)



Beim zweiten Stück vom Poudrette Quarry, Mont Saint Hillaire, Québec lade ich Euch zu einer kleinen Reise durch die Farben ein. Auf dem Stück sitzen die weißen Genthelvin-Pyramiden auf ebenfalls weißem Natrolith, auch weißer Albit ist mit dabei...

Bei langwelliger Anregung (405nm) zeigt sich ein recht uneinheitliches Bild, der Natrolith leuchtet an den Enden etwas grün, manche der Genthelvin-Kristalle haben ebenfalls einen leicht grünen Schimmer. Aber wirklich für die Anregung geeignet sind die 405nm nicht. Bei 365nm  leuchten die Genthelvin-Kristalle intensiv grün auf: wiederum ist Mn2+ dafür verantwortlich.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762003628.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762003628.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762003817.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762003817.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762003935.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762003935.jpg)

Interessanterweise ändert sich das Bild deutlich bei 310nm-Beleuchtung. Jetzt leuchten die Genthelvin-Kristalle orangerot, wobei der dominante rote Beitrag von Fe3+ stammt. Zusätzlich sehen wir den Natriolith intensiv grün aufgrund der Emission von UO22+.
Beim Übergang zur kurzwelligen 275nm Beleuchtung ändert sich das Verhältnis der Beiträge von Mangan und Eisen - die Genthelvin-Kristalle erscheinen deshalb gelb. Eine noch höherenergetische (kurzwelligere) Anregung bei 255nm ist nicht mehr geeignet, die Eisen-Ionen anzuregen, übrig bleibt die grüne Emission von Mn2+, die auch schon bei 365nm zu sehen war. Dafür leuchtet nun bei dieser kurzen Wellenlänge der Albit deutlich erkennbar dunkelrot auf.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762004131.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762004131.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762004269.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762004269.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1762004420.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1762004420.jpg)



---
Literatur:

Czaja, M., Lisiecki, R., Juroszek, R. and Krzykawski, T., 2021. Luminescence properties of tetrahedral coordinated Mn2+; genthelvite and willemite examples. Minerals, 11(11), p.1215.
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 16 Nov 25, 23:37
Stolzit
und eine Frage....

Dieser Stolzit, wunderbar montiert, kommt aus Frankreich, von  Ste Lucie (https://www.mineralienatlas.de/?l=15371) und luminesziert deutlich - bei 405nm deutlich orange von Sm3+ und bei 255nm gelb, wohl WO42-. Und die Acrylplatte leuchtet auch, genauso wie der Kleber.  >:(
Reinigen geht damit auch nicht gut, im Wasser quillt der Kleber. Was meint Ihr - lieber abmontieren und mit Kitt o.ä. reversibel, reinigbar und eben aus-dem-Bild-entfernbar kleben, oder so lassen?

Gruß, Martin


Tageslicht - Beleuchtung KW UV  255nm - Beleuchtung 405nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763332282.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763332282.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763332350.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763332350.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763332453.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763332453.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Brodi69 am 17 Nov 25, 09:26
Was für ein Kleber wurde denn hier verwendet? Bei Heisskleber lässt normalerweise im Wasserbad die Klebeverbindung und das Objekt ist dann meist leicht abzunehmen. Um Reflexionen der Fluoreszenz des Klebers zu vermeiden, würde ich die Demontage empfehlen. Andernfalls würde ich als erstes eine Reinigung mit Druckluft versuchen, um den Staub zu entfernen, als zweite Variante kann die Reinigungspistole herhalten, evtl. nur kurz mit Wasser und gleich wieder trockenblasen. Dritte Variante empfehle ich eine Textilreinigungsflüssigkeit in der Reinigungspistole (Spezialmittel ohne Wasser, verdampft restlos).

Grüessli
Christian
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 18 Nov 25, 23:49
Hoi Christian
Zitat von: Brodi69 am 17 Nov 25, 09:26
Was für ein Kleber wurde denn hier verwendet?
Ich vermute, dass das Heißkleber ist (hab das Stück so gekauft). Genau das würde ich tun - ins Wasser damit + Spüli, geht üblicherweise ganz gut.

Zitat von: Brodi69 am 17 Nov 25, 09:26
... Reinigung mit Druckluft versuchen, um den Staub zu entfernen...

Das ist immer der erste Schritt. Mittlerweile allerdings nur noch mit Blasebalg, da ich mir mit Druckluft aus der Dose schon Stücke versaut habe - zu viel Druck bzw. Dreck, der aus der Dose kam......
Nach dem Pusten bleiben aber immer Fussel übrig (die unter Betrachtung bei Tageslich meist nicht stören), verklemmen oder verkleben. Krümel, Insekten oder Pflanzenreste ebenso. Oder (erdige) Beläge. Oder Bruchstaub vom Formatieren. Oder Kitt/Kleberreste. Normalerweise sieht man sowas nicht wirklich - unter UV schon...
Reinigung im Ultraschallbad mit und ohne Zusätze ist der nächste Schritt, dann gezieltes Entfernen von leuchtendem Material mit der Pinzette, Spritzenkanüle, Kitt an Nadel o.Ä. unter UV am Mikroskop. Kaum bist Du damit fertig - Schwupp ist der nächste Fussel wieder da. Oder Abrieb vom Finger. Oder...?? Am liebsten habe ich es beim Stacking, wenn zwischen Bild 78 und 79 von 147 ein Fussel anlandet....

Ja, sauber machen fürs Foto unter UV ist mühsam. Vorallem, wenn der gutmeinende Vorbesitzer oder Händler das Stück wohlmeinend in Zeitungspapier/Klopapier/Watte oder so gepackt hat..... Und manchmal ist's unmöglich.


Aber kurzum. Deinem Statement entnehme ich  - weg mit dem Acryl und dem Kleber.....

Gruß, Martin
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 19 Nov 25, 23:59
Halit

Mit kurzwelligem UV (255nm) angeregt leuchtet dieses Stück Halit orange durch eingebautes Mn2+.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763592477.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763592477.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763592621.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763592621.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 22 Nov 25, 14:21
Sellait und Villiaumit

Zwei Fluoride zum Vergleichen, einemal Villiaumit (NaF; hier von zwi Fundstellen, nämlich der Kola-Halbinsel und der Aris-Steinbruch) und zum anderen Sellait (MgF2) von der Grube Clara.

Villiaumit von der Kola-Halbinsel ist eher violett gefärbt, wobei die Farbe wohl von der Beleuchtungsquelle (Halogenlampe versus LED) abhängt und auch ins pinke gehen kann. Unter 365nm und kurzwelliger Anregung leuchtet dieser Villiaumit schwach tiefrot - kaum zu fotografieren. Bei 310nm Beleuchtung hingegen orange. Demgegenüber ist der Villiaumit vom Aris-Steinbruch (links außen am Stück und etwamittig) eher rötlich-pink und leuchtet bei 365nm in einem dunkleren Rot als das Orange dess umgebende Materials (vermutlich Sodalth-Gruppe). Bei 310nm Anregung zeigt dieser Villiaumit eine intensive, gelbe Lumineszenz.

Villiaumit Kola Halbinsel; Beleuchtung Halogenlampe - Weisslicht-LED - 310nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763803749.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763803749.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763803792.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763803792.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763803832.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763803832.jpg)

Villiaumit in Phonolit, Stbr. Aris; Beleuchtung Halogenlampe - 365nm - 310nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763816146.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763816146.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763816389.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763816389.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763816444.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763816444.jpg)

Sellait mit Fluorit von der Grube Clara,  hier die Bruchflächen eines auseinandergeschlagenen etwa faustgroßen Brockens, zeigt ein interessantes Verhalten.
Bei 365nm dominiert die blaue Emission (Eu2+), wie sie für Fluorit typisch ist.Bei 310 nm Anregung kommen noch grünliche Bereiche dazu, in denen wohl Uranyl-Ionen zur Lumineszenz beitragen. Noch deutlicher sieht man das dann bei 275nm Anregung. Ein ganz anderes Bild ergibt sich bei 405nm Beleuchtung: dann nämlich  leuchtet das Stück intensiv gelb - hier luminesziert Mn2+ im Sellait.
Dies ist ein Beispiel, an dem zu sehen ist, warum auch längerwellige Anregungen außerhalb des UV-Bereich relevant sein können.

Sellait und Fluorit. Beleuchtung Halogenlampe; darunter 365nm (links), 310nm (rechts) darunter 275nm (links) 405nm (rechts)

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763801503.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763801503.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763801572.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763801572.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763801671.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763801671.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763801735.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763801735.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763801874.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763801874.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 23 Nov 25, 19:18
Richterit

Dieses Stück Richterit Na2Ca(Mg,Fe2+)5Si8O22(OH)2 habe ich ursprünglich als Winchit (☐NaCa(Mg,Fe2+)4AlSi8O22(OH)2) gekauft - Vergleich mit Bildern und die Aussage zu Winchit auf mindat.org (https://www.mindat.org/loc-11.html) überzeugen mich eher von Richterit - ggf. werde ich noch Analysen machen. EDIT: Richterit ist bestätigt (EDX).
Nun, jedenfalls, leuchtet das Stück. Insbesondere bei kurzwelliger 255nm Anregung deutlich "goldig".

oben: Weisslicht - 405nm Anregung
unten: 365nm Anregung - 255nm Anregung

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763920885.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763920885.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763921060.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763921060.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763921123.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763921123.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1763921170.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1763921170.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 25 Nov 25, 22:18
Huntit

Huntit luminesziert blau bis blauweiß bei Anregung mit UV, hier 310nm. Zudem zeigt dieser Huntit deutliches blaues Nachleuchten.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764104754.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764104754.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764104841.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764104841.jpg)

Pektolith

Pektolith vom Steinbruch leuchtet rosa bis leicht rötlich bei 365nm Anregung und intensiv orange (vermutlich Mn2+) bei Anregung mit 405nm.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764103781.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764103781.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764103833.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764103833.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764103924.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764103924.jpg)

Sørensenit

Bei kurzwelliger Anregung (275nm) leuchtet Sørensenit weiß, vermutlich durch (TiO6)8- Einheiten. Die grüne Emission am rechten Teil des Stücks dürfte von Uranyl-haltigem Material stammen.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764104159.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764104159.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764104291.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764104291.jpg)
Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 27 Nov 25, 20:41
Titanit

Ein schönes Beispiel lumineszierenden Titanits kommt von der Alpe Stgegia in Graubünden. Tatsächlich ist es aber auch ein sehr repräsentatives Stück. Fast alle Titanite, die ich untersucht habe, lumineszieren, nur einzelne tun das nicht. Zugegeben - nicht alle sind hell. Aber sie leuchten. Grund ist, dass sich Seltenerdionen gut in Titanit einbauen lassen (größenbedingt am Ca2+-Platz). Die Konzentrationsverhältnisse zusammen mit den Anregungswellenlängen bestimmen dann die wahrnehmbaren Farben und Farbvariationen. Typischerweise dominieren Dy3+, Sm3+ und Pr3+ die sichtbaren Anteile, im nahen Infrarot kommt vorallem Nd3+ hinzu. Außerdem kann in Titanit auch Cr3+ eingebaut werden , Ti-Ionen bzw. TiOx-Gruppen oder Fe3+ Ionen leuchten. - davon habe ich aber leider kein Beispiel.

Oben: Weisslicht - 405nm
darunter: 365nm - 275nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764270918.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764270918.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764271083.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764271083.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764271207.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764271207.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764271300.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764271300.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 30 Nov 25, 13:14
Witherit

Von Cave-in-Rock kommt dieser Witherit, der unter 365nm bläulich-weiß und unter Kurzwelle 275nm Anregung eher leicht grünlich weiß leuchtet. Vermutlich ist Eu2+ am Platz des Ba2+-Ions verantwortlich. Dieser Witherit leuchtet auch deutlich und relativ hell nach, eher gelblich bei 365nm Beleuchtung - das konnte ich fotografieren - und eher grünlich bei 275nm Beleuchtung. Tatsächlich finde ich es schwer, die Farbe bei nachleuchtenden Mineralien sicher zu bestimmen. Da täuscht die Farbwahrnehmung leicht.

Oben: Beleuchtung mit Weißlicht - 275nm KW UV
unten: Beleuchtung mit 365nm und zugehöriges Nachleuchten.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764500499.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764500499.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764500587.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764500587.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764500545.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764500545.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764500658.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764500658.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 05 Dec 25, 20:51
Ettringit

Eigentlich war ich auf der Suche nach Jouravskit, der Mn4+-Verwandtschaft von Ettringit. Allerdings haben sich bislang alle mit "Jouravskit" gelabelten Stücke zu arm an Mangan herausgestellt, als dass es sich um Jouravskit handeln könnte - jeweils war Ettringit das Ergebnis. Spektroskopisch waren sich diese Stücke sehr ähnlich - bei Anregung (UV bis blau) leuchten sie rot , mit einem überraschend scharfen Maximum, das zu Mn4+ passen könnte. Oder zu Chrom - aber dafür fehlt Chrom in den Elementdaten... Also doch Mn4+? Und warum sind jene Ettringite vom Manganese Field gelb? Vielleicht weiss jemand mehr?

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764963523.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764963523.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1764963593.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1764963593.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 09 Dec 25, 23:42
Monazit

Ein Monazit vom Piz Giübin steht stellvertretend für eine Reihe Mineralien: bei Anregung mit 405nm leuchtet er orange auf. In den Seltenerd-Mineralien wie Monazit, Bastnäsit, Xenotim, Synchysit Parisit und anderen treten verschiedene Seltenerd-Ionen zusammen auf. In manchen Strukturen wie Monazit sind die leichten seltenen Erden (von Ce bis Eu sowie Sc und La) bevorzugt, in anderen wie Xenotim werden die schweren seltenen Erden (Gd-Lu; dazu Y) eher eingebaut. Manche Ionen, wie Sm3+ oder auch Dy3+ und Nd3+ haben ein ganz charakteristisches Anregungs- und Emissionsspektrum. Mit 405nm läßt sich Sm3+ sehr zuverlässig und effizient anregen. Entsprechend findet sich der spektrale Fingerprint durchgängig in diesen Mineralien - es sei denn, die Lumineszenz ist durch irgendeinen Mechanismus gänzlich unterdrückt z.B. durch Eisen-Ionen.

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1765319107.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1765319107.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1765319191.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1765319191.jpg)

Titel: Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Beitrag von: Lynx am 13 Dec 25, 14:04
Scheelit mit Fluorit

Wieder eine Stufe, die sich als schwierig zu fotografieren herausgestellt hat: Scheelit auf Fluorit mit vermutlich Calcit aus China (leider ohne genaueren Fundort). Es leuchten wiederum die typischen seltenen Erden (in Scheelit allen voran Sm3+ und Dy3+) sowie Eu2+ in Fluorit, dazu noch die intrinsische Scheelit-Emission von WO42- bei kurzwelliger Anregung.

Oben: Weisslichtbeleuchtung
Darunter im Uhrzeigersinn von li. oben:
Anregung 405nm - 365nm - 310nm - 275nm

(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1765630252.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1765630252.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1765630329.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1765630329.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1765630376.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1765630376.jpg)
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1765630466.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1765630466.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1765630425.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1765630425.jpg)