Was sind F-Zentren in der Kristallographie? Wie werden sie geschaffen und welche Konsequenzen haben sie für das Gesamtbild von Kristall?
In der Kristallographie sind F-Zentren, auch Farbzentren genannt, Gitterdefekte, bei denen eine Kationenlücke in der Kristallstruktur durch ein freies Elektron besetzt ist. Dies erzeugt ein negativ geladenes Elektron, das in einer Leerstelle gefangen ist, das dem Kristall eine Farbe verleiht, weil es in der sichtbaren Reichweite Licht aufnehmen und übertragen kann. F-Zentren entstehen typischerweise durch die Exposition des Kristalls gegenüber ionisierender Strahlung, wie Röntgenstrahlen, Gammastrahlen oder UV-Licht, wodurch Kationen unbesetzt und freie Elektronen innerhalb des Kristallgitters erzeugt werden. Alternativ können F-Zentren absichtlich durch chemische Doping des Kristalls mit Verunreinigungen wie Metallen oder Metalloiden eingeführt werden. Das Vorhandensein von F-Zentren kann das Gesamtbild des Kristalls erheblich beeinflussen, da sie Absorptionsbänder im sichtbaren Spektrum einführen und dem Kristall eine charakteristische Farbe verleihen. Die Farbe des Kristalls kann je nach Konzentration und Art der Defekte von hellgelb bis tiefblau oder grün reichen.