Published November 1975 | Version v1
Journal article

Color centers of manganese in natural spodumene LiAlSi2O6

  • 1. Muenster Univ. (F.R. Germany). Inst. fuer Physikalische Chemie

Description

In natural, manganese containing spodumenes lilac and green color centers are successively formed by ionizing irradiation. The green color centers convert to lilac under visible illumination and are also thermally less stable than the latter. Part of the green color centers already converts into lilac ones spontaneously via tunnel recombination of adjacent electron-hole pairs. EPR measurements show the presence of divalent manganese and its participation in the formation of the color centers. Only manganese in the distorted tetrahedral lattice sites of silicon, trivalent in the lilac and quadrivalent in the green state, can explain the observed optical spectra. Measurements of the luminescence of Mn(II) in both emission and excitation show its presence in two distinctly different environments. With formation of the color centers the luminescence from one of these environments disappears completely. Both emission and excitation spectra from this part of Mn(II) are characteristic for Mn(II) in distorted tetrahedral coordination as shown by the luminescence spectra of Mn(II) in crystals with ZnCl2-4 groups of distorted tetrahedral symmetry. (orig.)

Abstract (German)

In natuerlichen, manganhaltigen Spodumenen werden durch ionisierende Strahlung nacheinander violette und gruene Farbzentren gebildet. Die gruenen wandeln sich im Tageslicht in violette um und sind auch thermisch in die violetten ueberfuehrbar. Ein Teil dieser gruenen Farbzentren wandelt sich bereits nach der Bestrahlung spontan, offenbar durch Tunnelrekombination benachbarter Elektron-Loch-Paare, unter intensiver Lumineszenz in die violetten um. ESR-Messungen zeigen die Beteiligung des zunaechst zweiwertigen Mangans an der Bildung der Farbzentren. Nur Mangan auf den verzerrt tetraedrischen Gitterplaetzen des Siliziums, dreiwertig im violetten und vierwertig im gruenen Zustand, kann die optischen Spektren erklaeren, wie eine Analyse mit Hilfe der rigandenfeldtheorie zeigt. Messungen der Lumineszenz des Mn(II) in Emission und Anregung zeigen seine Anwesenheit in zwei deutlich verschiedenen Anordnungen im farblosen Zustand. Mit der Verfaerbung verschwindet die Lumineszenz von einer dieser Anordnungen voellig. Emissions- und Anregungsspektren dieses Teils des Mn2+ in Kristallen mit verzerrt tetraedrischen ZnCl2-4-Gruppen zeigen. (orig.)

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Ber. Bunsenges. Phys. Chem.
Journal Volume
79
Journal Issue
11
Series
Ber. Bunsenges. Phys. Chem.
Journal Page Range
1044-1049

Optional Information

Notes
7 figs.; 2 tabs.; 22 refs.