We studied the optical absorption and luminescence of agate (SiO2), topaz (Al2[SiO4](F,OH)2), beryl (Be3Al2Si6O18), and prehnite (Ca2Al(AlSi3O10)(OH)2) doped with different concentrations of transition metal ions and exposed to fast neutron irradiation. The exchange interaction between the impurity ions and the defects arising under neutron irradiation causes additional absorption as well as bands' broadening in the crystals. These experimental results allow us to suggest the method for obtaining new radiation-defect induced jewellery colors of minerals due to neutron irradiation.
References
1.
C. M. S.
de Magalhaes
, Z. S.
Macedo
, M. E. G.
Valerio
, A. C.
Hernandes
, and D. N.
Souza
, Nucl. Instrum. Methods B
218
, 277
(2004
).2.
D. N.
Souza
, M. E. G.
Valerio
, J. F.
de Lima
, and L. V. E.
Caldas
, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
209
, 166
–167
(2000
).3.
4.
B.
Henderson
, Contemp. Phys.
19
, 225
(1978
).5.
L. O.
Anderson
, J. Gemmol.
32
, 145
(2011
).6.
S.
Isotoni
, A. R.
Blak
, and S.
Watanabe
, Physica B
405
, 1501
(2010
).7.
T. A.
Detrie
, N. L.
Ross
, R. J.
Angel
, and M. D.
Welch
, Mineral. Mag.
72
, 1163
(2008
).8.
V. Yu.
Ivanov
, V. A.
Pustovarov
, E. S.
Shlygin
, A. V.
Korotaev
, and A. V.
Kruzhalov
, Phys. Solid State
47
, 466
(2005
).9.
E. A.
Kotomin
, A. I.
Popov
, and A.
Stashans
, J. Phys.: Condens. Matter
6
, L569
(1994
).10.
E. A.
Kotomin
and A. I.
Popov
, Nucl. Instrum. Methods B
141
, 1
(1998
).11.
M. A.
Monge
, R.
Gonzàlez
, J. E.
Muñoz Santiuste
, R.
Pareja
, Y.
Chen
, E. A.
Kotomin
, and A. I.
Popov
, Phys. Rev. B
60
, 3787
(1999
).12.
S. B.
Ubizskii
, A. O.
Matkovskii
, N.
Mironova-Ulmane
, V.
Skvortsova
, A.
Suchocki
, Y. A.
Zhydachevskii
, and P.
Potera
, Phys. Status Solidi A
177
, 349
(2000
).13.
M. A.
Monge
, R.
Gonzàlez
, J. E.
Muñoz Santiuste
, R.
Pareja
, Y.
Chen
, E. A.
Kotomin
, and A. I.
Popov
, Nucl. Instrum. Methods B
166
, 220
(2000
).14.
S. B.
Ubizskii
, A. O.
Matkovskii
, N.
Mironova-Ulmane
, V.
Skvortsova
, A.
Suchocki
, Y. A.
Zhydachevskii
, and P.
Potera
, Nucl. Instrum. Methods B
166
, 40
(2000
).15.
T.
Kärner
, S.
Dolgov
, N.
Mironova-Ulmane
, S.
Nakonechnyi
, and E.
Vasil'chenko
, Radiat. Meas.
33
, 625
(2001
).16.
T.
Kärner
, S.
Dolgov
, A.
Lushchik
, N.
Mironova-Ulmane
, S.
Nakonechnyi
, and E.
Vasil'chenko
, Radiat. Eff. Defects Solids
155
, 171
(2001
).17.
V. N.
Kuzovkov
, A. I.
Popov
, E. A.
Kotomin
, M. A.
Monge
, R.
Gonzalez
, and Y.
Chen
, Phys. Rev. B
64
, 064102
(2001
).18.
V.
Skvortsova
, N.
Mironova-Ulmane
, and U.
Ulmanis
, Nucl. Instrum. Methods B
191
, 256
(2002
).19.
S.
Dolgov
, T.
Kärner
, A.
Lushchik
, A.
Maaroos
, N.
Mironova-Ulmane
, and S.
Nakonechnyi
, Radiat. Prot. Dosim.
100
, 127
(2002
).20.
E. A.
Kotomin
and A. I.
Popov
, Radiation Effects in Solids
, NATO Science Series (Springer
, 2007
), Vol. 235
, p. 153
.21.
P.
Potera
, S.
Ubizskii
, Y.
Zhydachevskii
, D.
Sugak
, I.
Solskii
, and T.
Lukasiewicz
, Radiat. Eff. Defects Solids
162
, 821
(2007
).22.
V.
Skvortsova
, N.
Mironova-Ulmane
, and U.
Ulmanis
, Nucl. Instrum. Methods A
580
, 434
(2007
).23.
A. I.
Popov
, E. A.
Kotomin
, and J.
Maier
, Nucl. Instrum. Methods B
268
, 3084
(2010
).24.
A. I.
Popov
, L.
Shirmane
, V.
Pankratov
, A.
Lushchik
, A.
Kotlov
, V. E.
Serga
, L. D.
Kulikova
, G.
Chikvaidze
, and J.
Zimmermann
, Nucl. Instrum. Methods B
310
, 23
(2013
).25.
E.
Shablonin
, A. I.
Popov
, A.
Lushchik
, A.
Kotlov
, and S.
Dolgov
, Physica B
477
, 133
(2015
).26.
A.
Lushchik
, Ch.
Lushchik
, A. I.
Popov
, K.
Schwartz
, E.
Shablonin
, and E.
Vasil'chenko
, Nucl. Instrum. Methods B
374
, 90
(2016
).27.
E. A.
Kotomin
, V. N.
Kuzovkov
, A. I.
Popov
, and R.
Vila
, Nucl. Instrum. Methods B
374
, 107
(2016
).28.
W.
Bonventi
, Jr., S.
Isotani
, and A. R. P.
Albuquerque
, Adv. Condens. Matter Phys.
2012
, 873804
.29.
A. N.
Platonov
, M. N.
Taran
, and V. S.
Balyatskii
, Nature of Color Gems
(Nedra
, Moscow
, 1984
).30.
A. S.
Leal
, K.
Krambrock
, L. G. M.
Ribeiro
, M. A. B. C.
Menezes
, P.
Vermaercke
, and L.
Sneyers
, Nucl. Instrum. Methods A
580
, 423
(2007
).31.
D. N.
Da Silva
, K. J.
Guedes
, M. V. B.
Pinheiro
, J.-M.
Spaeth
, and K.
Krambrock
, Phys. Chem. Miner.
32
, 436
(2005
).32.
V.
Priest
, D. L.
Cowan
, D. G.
Reichel
, and F. K.
Ross
, J. Appl. Phys.
68
, 3035
(1990
).33.
H.
Goto
, A.
Niwa
, D. C.
Greenhidge
, N.
Kato
, T.
Ida
, M.
Mizuno
, K.
Endo
, and T.
Tada
, J. Surf. Anal.
12
, 249
(2005
).34.
A. N.
Tarashchan
, M. N.
Taran
, H.
Rager
, and W.
Iwanuch
, Phys. Chem. Miner.
32
, 679
(2006
).35.
V.
Skvortsova
, N.
Mironova-Ulmane
, and L.
Trinkler
, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.
80
, 012008
(2015
).36.
V.
Skvortsova
, N.
Mironova-Ulmane
, L.
Trinkler
, and G.
Chikvaidze
, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.
49
, 012051
(2013
).37.
M. N.
Taran
and G. R.
Rossman
, Am. Miner.
86
, 973
(2001
).38.
G.
Spinolo
, I.
Fontana
, and A.
Galli
, Phys. Status. Solidi B
244
, 4660
(2007
).39.
A. S.
Marfunin
, Spectroscopy, Luminescence and Radiation Centres in Mineral
(Springer
, Berlin
, 1979
).40.
41.
L. O.
Anderson
, J. Gemmol.
16
, 313
(1979
).42.
A.
Edgar
and E. R.
Vance
, Phys. Chem. Miner.
1
, 165
(1977
).43.
V.
Skvortsova
, N.
Mironova-Ulmane
, L.
Trinkler
, and V.
Merkulov
, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.
77
, 012034
(2015
).44.
Gems: Their Sources, Description and Identification
, edited by M.
O’Donoughue
(Elsevier
, Amsterdam
, 2006
).45.
46.
N. C. G.
Reddy
, S. M.
Fayazyddin
, R. R. S.
Reddy
, G. S.
Reddy
, S.
Lakshmi
, P. S.
Rao
, and B. J.
Reddy
, Spectrochim. Acta A
62
, 71
(2005
).47.
W. Y.
Zhao
, X. W.
Liu
, O. Y.
Wang
, and Q. J.
Zhang
, Central China Miner. Mag.
67
, 73
(2003
).48.
T. B.
Zunic
, S.
Scavnicar
, and G.
Molin
, Eur. J. Miner.
2
, 731
(1990
).49.
G. S.
Nazarova
, B. A.
Ostaschenko
, V. Ya.
Mitrofanov
, O. Yu.
Shilova
, and L. D.
Zaripova
, J. Appl. Spectrosc.
53
, 890
(1990
).Translated from Zh. Prikl. Spektrosk. 53(2), pp.
305
–310
(1990
)).50.
G. S.
Nazarova
, B. A.
Ostaschenko
, N. A.
Mironova
, O. Yu.
Shilova
, and V. Ya.
Mitrofanov
, “Method of determining the quality of prehnite used in the jewelry industry
,” USSR patent no. 517 536 (1987
).© 2016 Author(s).
2016
Author(s)
You do not currently have access to this content.
