Was sind F-Zentren in der Kristallographie ? Wie werden sie geschaffen und welche Konsequenzen haben sie für das Gesamtbild des Kristalls ?
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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 im sichtbaren Bereich 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 von hellgelb bis tiefblau oder grün reichen, je nach Konzentration und Art der vorhandenen Defekte. Zusätzlich zu ihrer Wirkung auf die Farbe können F-Zentren auch andere physikalische Eigenschaften des Kristalls beeinflussen, wie seine thermische Festigkeit und seine elektrische Festigkeit.
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Können Sie mir Beispiel geben, wie man F-Zentren aus Kohlenstoffkristallen herstellt und wie es mit anderen organischen Edelsteinen verbunden ist?
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F-Zentren können in Kohlenstoffkristallen, wie Diamant, durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung erzeugt werden, die freie und freie Elektronen innerhalb des Kristallgitters erzeugt. Dies kann mit Röntgenstrahlen, Gammastrahlen oder UV-Licht getan werden. Wenn ein Kohlenstoffkristall mit hochenergetischer Strahlung bestrahlt wird, wie Gammastrahlen oder Röntgenstrahlen, können Kohlenstoffatome im Kristallgitter aus ihren Positionen verdrängt werden, wodurch freie Stellen im Gitter entstehen. Diese freien Stellen können dann mit freien Elektronen gefüllt werden, die durch die ionisierende Strahlung erzeugt werden. Im Falle von Diamant, F-Zentren sind verantwortlich für seine gelbe oder braune Farbe, die durch die Absorption von blauem Licht durch die Elektronen in den F-Zentren. Natürliche organische Edelsteine, wie Bernstein, auch zeigen F-Zentren Färbung, die auf die Anwesenheit von gefangenen Elektronen in den organischen Molekülen, die sie bilden das Juwel. Allerdings, der Mechanismus, mit dem F-Zentren in organischen Edelsteinen erstellt wird, ist unterschiedlich, dass in anorganischen Kristallen, und typisch ist F-Zentren-Belichtung in Ionenzentren, die ionistisch sind, ionistisch und ionistisch.
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