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Chrom-Ionen als
Farbzentren befinden sich in natürlichen und synthetischen
Schmucksteinen,
z.B. Spinellen, welche bei kleinem Chromgehalt rosafarben sind
[Schmitz-DuMont, O. 1959], deren Endglied MgCr2O4
jedoch grün ist [Verwey, E.J.W. 1947]. Eine steuerbare Farbigkeit, abhängig
von der Größe der Gitterlücke, die dem Chrom(III) zur Verfügung steht, findet
sich bei Chromaluminiumoxid-Mischkristallen.
[Schmitz-Du Mont, O. 1959]
Von Saphiren Al2O3mit Spuren Ti(III) (blau)
und
Rubinen Al2O3mit Spuren Cr(III) (rot) züchtet man gute
Einkristalle [Verneuil, A.V. 1902 u. 1904], die den geologischen Fundstücken
in der Qualität um nichts nachstehen. Neben der Verwendung als Schmuckstein
[Liebertz, J. 1973] gibt es mittlerweile eine breite Palette technischer
Anwendungen, z.B. als Laserkristalle für rotes Licht (Rubinlaser mit der
Lichtwellenlänge 694,3 Nanometer).
Durch hydrostatischen Druck auf den Rubin, der 1960 der erste
Laserkristall war, kann die Frequenz des abgestrahlten Rotlichts leicht
geändert werden. Dies wird in der Hochdruckmeßtechnik angewant, da die
Anregung und Abstrahlung des Lichts mit anschließender spektraler Zerlegung
nur einen winzigen Kristallsplitter in einer Druckzelle sowie ein
Sichtfenster erfordert. Allerdings ist die Druckabhängigkeit der
Rubinlumineszenz sehr gering und auch hier sucht man nach alternativen
Verbindungen. Ein Titan(III)-Saphirkristall emittiert breitbandig Laserlicht
und kann von 10000-15000 cm-1 abgestimmt werden. Im
Spektralbereich um das Maximum der Emission (Lichtwellenlänge 800 Nanometer)
ist er leistungsstärker und einfacher handhabbar als ein Farbstofflaser.
Chrom(III)-dotiertes Berylliumaluminiumoxid (Alexandrit) hat sich als
Laserkristall für den gleichen Spektralbereich (12000 cm-1 bis
14000 cm-1) bereits kommerziell durchgesetzt, da hier schon das
Pumpen mit einer einfachen Lampe gelingt.
Während Übergangsmetalloxide als einfach zu handhabende und beständige
Kristalle keine lasertaugliche Strahlung im ultraviolett-Bereich erzeugen
können, sind sie bestens für den Infrarotbereich geeignet. [Alfano, R.R.
1992, 1993][Hazenkamp, M.F. 1995 und 1996]
Für sowohl die Farbe wie die Lumineszenz ist von Interesse, auf welchem
Gitterplatz das farbgebende Ion liegt. Um darüber Information zu erhalten,
müssen die Methoden der optischen und Infrarot-Spektroskopie, die
EPR-Spektroskopie und weitere Untersuchungen herangezogen und kombiniert
werden.
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Farbe