Mineralienatlas - Fossilienatlas
Mineralien / Minerals / Minerales => Fluoreszenz, Lumineszenz / Fluorescence, Luminescence => Thema gestartet von: Brodi69 am 26 Jan 25, 16:24
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Hallo Zusammen
Nach langem musste ich wieder einmal mit meinem Büro umziehen. Dabei habe ich meine Bürovitrine entsorgt und meine Ausstellungsstücke wieder mit nach Hause genommen. Mit erstaunen stellte ich fest, dass meine Berbes-Fluorite vom Büro völlig andere Farben hatten, als meine Sammlungsstücke Zuhause. Noch mehr erstaunt war ich, als ich feststellte, dass dabei auch die Fluoreszenz verloren gegangen ist.
Dass sich Fluorit unter Wärme farblich verändert, kann man dem Mineralienportrait Fluorit entnehmen. Dass die Farbe auch ohne direktes Sonnenlicht verloren geht, war mir bislang nicht bekannt, aber ok, das hat nun Auswirkungen, denn auch mein Rosafluorit von der Grimsel im Wohnzimmer hat auch schon sein Rosa deutlich verloren. Die kommen nun alle in den Keller (Schade).
Frage aber nun, wieso ist denn nun auch die Fluoreszenz einfach weg? Was ist hier passiert?
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1737901691.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1737901691.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1737902007.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1737902007.jpg)
Danke für allfällige Erklärungen
Grüessli
Christian
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hallo Christian,
eventuell wirst Du bei früheren posts im Mineralienatlas fündig, an das Thema kann ich mich erinnern,
ich habe das gegoogelt, anbei screenshot vom Ergebnis
Grade habe ich mal bei meinen Stücken von Berbes nachgesehen, diese waren dem Sonnenlicht nie
direkt ausgesetzt, nun, Tageslicht haben sie aber sicherlich abgekriegt, die sehen aber o.k. aus, das
seit mindestens 15 Jahren.
Zum Größenvergleich, der Würfel hat ca. 40mm KL
Grüße
Axel
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Hoi zusammen
siehe auch
https://www.mindat.org/mesg-634264.html
https://www.mindat.org/mesg-583008.html
https://www.mindat.org/mesg-573326.html
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Hoi,
Grob gesprochen verändern sich durch die Beleuchtung Oxidationszustände von Defekten (Substitutionen oder auch komplexere Defekte) im Fluorit, die für die Färbung und auch die Lumineszenz verantwortlich sind.
Im Detail hängt das von den tatsächlich vorliegenden Defekten und den eingebrachten Energien ab. Nur als Beispiel:Sm2+ (in relativ kleiner Konzentration) ist eine Ursache der grünen Farbe von Fluorit (z.B. von der Mina Berta, Papiol). Sm2+ seinerseits leuchtet tiefrot (Anregung z.B. 450nm). Durch Licht kann nun das zweiwertige Samarium ein Elektron verlieren und in den (an sich stabileren) dreiwertigen Zustand übergehen. Sm3+ hat aber ganz andere Absorption (=Farbe des Fluorit) und Emission(=Lumineszenzfarbe), als Sm2+.... allerdings kann dieser Elektronenübertrag durch die Präsenz von Eisen/Cer (soweit ich mich erinnere als Fe2+ Fe3+ oder Ce4+ bzw. Pr4+ oder Tb4+; Kempe 2002) unterdrückt werden.
In Konsequenz bedeutet dies, dass es grünen Fluorit gibt, der unter UV ( oder blau) tiefrot leuchtet, aber mit der Zeit ausbleicht (eben weil wenig Eisen nur stabilisieren kann) und anderen grünen (und tiefrot emittierenden) Fluorit, der nicht ausbleicht....
Analoges gilt für Eu2+ das für die blaue Lumineszenz verantwortlich ist.
Beck, W., Ricard, D., & Flytzanis, C. (1996). Evidence for electron trapping by Sm dimer and trimer centers in Sm doped CaF2. Applied physics letters, 69(21), 3197-3199.
Przibram, K. (1938). Absorption bands and electron transitions in coloured fluorites. Nature, 141(3578), 970-970.
Karl Przibram (1956) Irradiation colours and luminescence a contribution to mineral physics , Pergamon; originally published in German:
Verfärbung und Lumineszenz , Beiträge zur Mineralphysik (1953); Springer-Verlag Wien;
https://doi.org/10.1007/978-3-662-24766-2
Calderón, T., Millán, A., Jaque, F., & Sole, J. G. (1990). Optical properties of Sm2+ and Eu2+ in natural fluorite crystals. International Journal of Radiation Applications and Instrumentation. Part D. Nuclear Tracks and Radiation Measurements, 17(4), 557-561.
Bill, H., & Calas, G. (1978). Color centers, associated rare-earth ions and the origin of coloration in natural fluorites. Physics and chemistry of Minerals, 3(2), 117-131.
Naldrett, D. L., Lachaine, A., & Naldrett, S. N. (1987). Rare-earth elements, thermal history, and the colour of natural fluorites. Canadian Journal of Earth Sciences, 24(10), 2082-2088.
EDIT (oben in blau):
Kempe, U., Plötze, M., Brachmann, A., & Böttcher, R. (2002). Stabilisation of divalent rare earth elements in natural fluorite. Mineralogy and Petrology, 76, 213-234.
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Nochmals kurz
Beim Fluorit von Berbes hatte ich spektrale Beiträge im roten Bereich gefunden, die mit Farbzentren MNa zusammenhängen.
Auch hier kann Licht dazu führen, dass Das Zentrum in Summe gestört wird (z.B. ein Elektron verliert) o.ä. Der Prozess kann reversibel sein...
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1684617621.png) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1684617621.png)
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hi Martin,
ich habe die Frage zwar nicht gestellt, das Thema interessiert mich aber ebenso.
Also grob gesagt, die Farbveränderung bei Christians Fluoriten von Berbes ist
darauf zurückzuführen, dass bei seinen Fluoriten "nichts stabilisierendes" im
Fluorit dabei war, und demnach kann Tageslicht bereits schon ausreichend sein,
die Farbveränderung auszulösen?
Dann stand in Deinem letzten Beitrag, das wäre reversibel, also, kann man die
Farbveränderung eventuell "reparieren" und rückgängig machen, wenn ja, dann
wie?
Grüße
Axel
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Hallo Zusammen
Nach langem musste ich wieder einmal mit meinem Büro umziehen. Dabei habe ich meine Bürovitrine entsorgt und meine Ausstellungsstücke wieder mit nach Hause genommen. Mit erstaunen stellte ich fest, dass meine Berbes-Fluorite vom Büro völlig andere Farben hatten, als meine Sammlungsstücke Zuhause. Noch mehr erstaunt war ich, als ich feststellte, dass dabei auch die Fluoreszenz verloren gegangen ist.
Dass sich Fluorit unter Wärme farblich verändert, kann man dem Mineralienportrait Fluorit entnehmen. Dass die Farbe auch ohne direktes Sonnenlicht verloren geht, war mir bislang nicht bekannt, aber ok, das hat nun Auswirkungen, denn auch mein Rosafluorit von der Grimsel im Wohnzimmer hat auch schon sein Rosa deutlich verloren. Die kommen nun alle in den Keller (Schade).
Keller wäre für mich keine Option. Wenn die ihre Farbe verlieren ist das so und ganz natürlich. Einfach ein Foto vom "Fundzustand" machen und dazu legen. Beim nächsten mal oder denen, die noch intesiv sind. Wenn die länger irgendwo gelegen hätten, wäre dir der Farbunterschied wohl auch nicht aufgefallen und es wäre ein blassrosa Fluorit. Oder hast du die selbst von Untertage geborgen?
Ich denke mal der Verlust der Fluoreszens hängt mit den Ionen und Atomen zusammen, die auch die Farbe dem Fluorit verleihen.
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Super, danke für die ausfühliche Antwort Martin :)
Zum Rückgängig gehe ich davon aus, dass es eine Bestrahlung bräuchte. Ich lasse meine aber so, das ist ein sehr anschauliches Beispielexemplar.
Merci
Grüessli
Christian
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Also grob gesagt, die Farbveränderung bei Christians Fluoriten von Berbes ist
darauf zurückzuführen, dass bei seinen Fluoriten "nichts stabilisierendes" im
Fluorit dabei war, und demnach kann Tageslicht bereits schon ausreichend sein,
die Farbveränderung auszulösen?
Ja, etwa. Zudem braucht es für das Bleichen nicht unbedingt UV: Sm2+ (grüner Fluorit) bleicht in grünem und rotem Licht (Beck 1996), also durchaus Tageslicht
Zum Thema "Rückgängig machen"
in einem der Beiträge auf mindat https://www.mindat.org/mesg-583008.html zeigt Adolf Cortel für Fluorit von Weardale reversibles Ausbleichen - der Prozess wird mit Licht einer anderen Wellenlänge rückgängig gemacht. Im Fall des Fluorits von Weardale wird aus Sm2+ beim Ausbleichen Sm3+ und bei der Umkehrung mit Licht anderer Wellenlänge wieder Sm2+. Bei letzterem Prozess wird das Elektron durch Licht aus einer Falle (einem geeigneten Defekt, eventuell z.B. Eu2+ oder so) wieder zurück auf das Sm3+ übertragen, woraus eben wieder Sm2+ wird....
Gebleicht - also Sm2+->Sm3+- wird durch 255nm (oder grün 532nm oder rot 690nm, Beck 1996), rückgängig gemacht, also Sm3+->Sm2+, durch UVA (360nm).
Für den violetten Fluorit von Berbes der rot luminesziert, könnte (wie Christian vermutet) eine Strahlungsquelle den Prozess umkehren. Die kann auch im Fluorit eingebautes U sein..... Etwas derartiges hatte ich an Fluorit von der Clara bzw. vom Huberstock (jeweils violett mit tiefroter Lumineszenz) gesehen - da ging die Umkehrung durch Warten mit Fluorit im Dunkeln. Möglicherweise klappt die Umkehrung mit UVC auch, da hatte ich auch Hinweise.
Gruß, Martin
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Beck, W., Ricard, D., & Flytzanis, C. (1996). Evidence for electron trapping by Sm dimer and trimer centers in Sm doped CaF2. Applied physics letters, 69(21), 3197-3199.
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P.S. Christian, stell doch Deine Fotos ins Lexikon und evtl mit kurzer Beschreibung direkt zur Mineralienseite von Fluorit?
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Ist doch längst drin...
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...Sorry, ich meinte es anders: bei Fluorit direkt in den beschreibenden Teil zur Lumineszenz zusammen mit einem kurzen beschreibenden Text hinzufügen. Nur als Bilder beim Minerl bzw. der Fundstelle geht es zu leicht verloren - und immerhin ist es ein gutes Beispiel für Photochromie/Bleichverhalten...
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Danke Martin für deine Hilfe, jetzt passt es ;D
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Merci Christian!
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Die Mineralbeschreibung zu Fluorit (https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Fluorit) ist nun geändert - die Beschreibung der Lumineszenz nun in die Allgemeine Beschreibung nach unten verschoben. Bitte Anschauen und ggf. kommentieren.
Gruß, Martin
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Du hast in der Beschreibung eine Überschrift "Stokes der Begriff Fluoreszenz" verwendet, sollte das nicht besser "Stokes und der Begriff Fluoreszenz" heißen?
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Eh! Danke Günter.
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Für den violetten Fluorit von Berbes der rot luminesziert, könnte (wie Christian vermutet) eine Strahlungsquelle den Prozess umkehren. Die kann auch im Fluorit eingebautes U sein..... Etwas derartiges hatte ich an Fluorit von der Clara bzw. vom Huberstock (jeweils violett mit tiefroter Lumineszenz) gesehen - da ging die Umkehrung durch Warten mit Fluorit im Dunkeln. Möglicherweise klappt die Umkehrung mit UVC auch, da hatte ich auch Hinweise.
Habs wiedergefunden:
Für violetten Fluorit ("<...> from Berbes,Asturias, Spain; Selles, Namur province of Belgium; Tule
Mine, Mexico; Mapimi Durango, Mexico; and two samples
from Yongchin, Fujian, China <...>") beschreibt Gaft und Kollegen reversibles Ausbleichen im Kontext mit dem Löschen der roten Emission von MNa Zentren
"<...> Similar to artificially irradiated samples, the naturally induced red luminescence is photochemically bleached by UV irradiation at 365 nm <...>. This luminescence center destruction is reversed by exposure to UV excitation at 254 nm. The possible mechanisms include ionization of the centers created as result of MNa centers breakdown or 1Eg refilling from deep traps inside fluorite forbidden zone. <...>"
"<...> Ähnlich wie bei künstlich bestrahlten Proben wird die natürlich induzierte rote Lumineszenz durch UV-Bestrahlung bei 365 nm <...> photochemisch gebleicht. Diese Zerstörung der Lumineszenzzentren wird durch UV-Anregung bei 254 nm rückgängig gemacht. Zu den möglichen Mechanismen gehören die Ionisierung der Zentren, die durch den Abbau von MNa-Zentren entstehen, oder die Wiederauffüllung von 1Eg aus tiefen Fallen in der "verbotenen Zone" (Bandlücke) des Fluorits."
Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)
aus 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. (im Netz auffindbar)
Gruß, Martin
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Hoppla, da reicht schon etwas uv 254 nm? Das müsste ich doch ausprobieren und dokumentieren :)
Danke Martin
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Liebe Alle
Mit Freude kann ich Euch das gelungene Experiment hier präsentieren: Die Fluoeite von Berbes reagieren deutlich auf die Behandlung mit UV 254 nm :D
Hier nochmals alle Fotos im Vergleich (rechte Fotos jeweils mit UV 365 nm):
Ausgangssituation, links Originalfarbe, rechts durch Tageslicht ausgebleicht
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1737901691.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1737901691.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1737902007.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1737902007.jpg)
Nach 3 h Bestrahlung mit UV 254 nm, teilweise Rückkehr der Ursprungsfarbe, deutlich stärkere Fluoreszenz
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1738342402.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1738342402.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1738342502.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1738342502.jpg)
Für violetten Fluorit ("<...> from Berbes,Asturias, Spain; Selles, Namur province of Belgium; Tule
Mine, Mexico; Mapimi Durango, Mexico; and two samples
from Yongchin, Fujian, China <...>") beschreibt Gaft und Kollegen reversibles Ausbleichen im Kontext mit dem Löschen der roten Emission von MNa Zentren
"<...> Similar to artificially irradiated samples, the naturally induced red luminescence is photochemically bleached by UV irradiation at 365 nm <...>. This luminescence center destruction is reversed by exposure to UV excitation at 254 nm. The possible mechanisms include ionization of the centers created as result of MNa centers breakdown or 1Eg refilling from deep traps inside fluorite forbidden zone. <...>"
"<...> Ähnlich wie bei künstlich bestrahlten Proben wird die natürlich induzierte rote Lumineszenz durch UV-Bestrahlung bei 365 nm <...> photochemisch gebleicht. Diese Zerstörung der Lumineszenzzentren wird durch UV-Anregung bei 254 nm rückgängig gemacht. Zu den möglichen Mechanismen gehören die Ionisierung der Zentren, die durch den Abbau von MNa-Zentren entstehen, oder die Wiederauffüllung von 1Eg aus tiefen Fallen in der "verbotenen Zone" (Bandlücke) des Fluorits."
Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)
aus 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. (im Netz auffindbar)
Danke Martin ;)
Grüessli
Christian
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Super, das baue ich gerne noch bei Fluorit ein!