Hole centers in the feldspar sanidine

Abstract

Optical, infrared, EPR, and thermoluminescence emission spectra are measured for color centers in natural and X-ray irradiated sanidine. These and the kinetics of color center formation and destruction indicate the presence of several kinds of closely related centers. Preferential migration of cations along the b-axis of the crystals and dominant optical absorption by hole centers can be inferred from electrolytic coloration experiments. A model for these hole centers consisting of a hole on oxygen in a cluster of three adjacent aluminum ions is proposed. Four types of these clusters are possible in the feldspar structure. Two of them should allow hopping of the hole between two equivalent oxygen ions. Like in the smoky quartz centers this should result in strong optical absorption. The polarization of the optical absorption bands is in good agreement with this model. An Farbzentren in natürlichem and röntgenbestrahltem Sanidin werden optische, IR-, ESR- und Thermolumineszenz-Emissionsspektren gemessen. Aus der Kinetik der Farb-zentrenbildung und -zerstörung kann auf mehrere Arten eng verwandter Zentren geschlossen werden. Elektrolytische Verfärbungsversuche zeigen überwiegende optische Absorption durch Defektelektronenzentren und bevorzugte Wanderung von Kationen entlang der b-Achse der Kristalle. Ein Modell dieser Defektelektronenzentren mit dem ungepaarten Elektron an Sauerstoff in einem Komplex von drei benachbarten Aluminiumionen wird vorgeschlagen. In der Feldspatstruktur sind vier Typen dieser Komplexe möglich, zwei von ihnen sollten einen Austausch des Defektelektrons zwischen zwei äquivalenten Sauer-stoffionen erlauben. Wie im Rauchquarzzentrum sollte dies zu intensiver optischer Absorption führen. Die Anisotropie der optischen Absorptionsbanden ist in guter Übereinstimmung mit diesem Modell.