Catodoluminescenta: ce este si la ce ne ajuta?

Catodoluminescenta este un efect de fluorescenta pe care o are mineralul atunci cand este bombardat cu o raza de electorni in vid.

Desi in realitate efectul aceasta se produce in interiorul unui tub de televizor vechi, el poate fi analizat folosind un microscop special numit SEM (cathodoluminescence scanning electron microscope)

Catodoluminescenta cantitativa este o metoda inventata de Dr J. Ponahlo prin care se poate obersva acest efect si cu ajutorul careia putem diferentia anumite materiale naturale de sintetice. Prin aceasta metoda fotocurentul (curentul electric indus de actiunea luminii), I al senzonului de luminozitate este comparat cu puterea de excitare a electonilor, W.

Ulterior, Dr Ponahlo a dezvoltat metoda sa si a adaugat tehnici de microspectrofotometrie pentru a face diferentele dintre materialul natural si sintetic mai disctictive.

Ce putem testa cu aceasta metoda?

A fost creat in special pentru a identifica prezenta unor substante rare in minerale sub forma de conglomerate. Este folosit si in identificarea aspectelor cristalografice a agregatelor de nitrogen in diamante.

Multe minerale pot fi testate, dar cele mai importante sunt:

Smaraldul: In cazul smaraldului natural se va vedea o crestere foarte mica a lui I fata de W, pe cand in cazul smaraldului sintetic, acesta va avea o crestere foarte mare. In cazul smaraldelor sintetice produse de Lennix se poate vedea o catodoluminescenta de mov sau violet-albastru puternic specific acestui tip de material sintetic.

Lapis Lazuli: Folosind aceasta tehnica se poate distinge materialul din Afganista, Chile sau fostul URSS

Rubinul: Rubinele naturale din Thailanda au o intensitate a catodoluminescentei mai mica de 10 pana la 100 de ori fata de un rubin sintetic.

Diamantul: Cele mai perfomante diamante sintetice, create de Sumitomo sau De Beers pot fi identificate prin aceasta metoda. Testele de catodoluminescenta arata niste trasaturi distictive la diamantele sintentic facute de De Beers. Se vad foarte bine liniile de crestere din interiorul diamantelor. Catodoluminescenta galbena verzuie de intesitate puternica este emisa din cristale cubice si octaedrale, spectrul oferind maxime intre lungimi de unda de 534 si 526. Culoarea predominanta de catodoluminescenta pentru diamantele naturale galbene este albastru si au un spectru diferit de diamantele sintetice care au o luminescenta albastra. O parte dintre diamantele sintetice de la De Beers pot contine incluziuni care apar portocliu-rosu (la aproximativ 820 nm) atunci cand este supus bombardamentului de electoni.

Zirconul: Unele zircoane pot prezenta efectul de catodoluminescenta, dar nu este un test concludent de identificare a materialului natural de cel sintentic.

Perlele: Luminescenta emisa in urma bobardarii cu electroni la viteze foarte mare ajuta la distingerea intre perlele de apa dulce si cele de apa sarata. Distictia se face in urma prezentei sau absentei de Mn²⁺ in sideful perlei care influenteaza astfel intensitatea luminescentei perlelor naturale de apa dulce si a celor de cultura din China. Perlele naturale de apa dulce contin mai mult Mn²⁺ si deci va avea o intensitate a catodoluminescentei la 566 nm fata de cele de cultura. Perlele de apa sarata nu au deloc Mn²⁺ asa incat ele nu vor avea nicio reactie (vof fi inerte) la catodoluminescenta.