A reinterpretation of smoky quartz

Abstract

By appropriate irradiation and heat-treatment some natural and synthetic quartz can be made blue, green or greenish-yellow. In some of these samples, the A1 and A2 optical absorption bands usually assigned to the smoky color are present without any smoky coloration being evident. On further irradiation there develop: 1. the smoky color; 2. a previously unrecognized absorption band at 2.9 eV (designated A3); and 3, an EPR signal due to the substitutional Al center. Therefore, the smoky color originates in the A3 absorption band. The absorption curves can be reproduced in detail with five Gaussian components, clearly demonstrating the presence of A1 (at 1.85 eV), A2 (2.55 eV), A3 (2.90 eV), B (3.95 eV – previously reported only in fused silica), and C absorption bands. Durch geeignete Bestrahlung und Temperung gelingt es, verschiedene natürliche und synthetische Quarze blau, grün und grünlich-gelb zu färben. In einigen von diesen Fällen werden die optischen A1- und A2-Absorptionsbanden, die gewöhnlich dem Rauchquarz zugeschrieben werden, gefunden, obwohl die Rauchfarbe nicht vorhanden ist. Bei weiterer Bestrahlung entwickelt sich : 1, die Rauchfarbe, 2. eine bisher nicht gefundene Absorptions-bande bei 2,9 eV (mit A3 bezeichnet), und 3. ein EPR-Signal, das von der Al-Substitutionsstörstelle herrührt. Die Absorptionskurven lassen sich exakt mit fünf Gauß-Komponenten reproduzieren, was deutlich das Vorhandensein der A1- (bei 1,85 eV), A2- (2,55 eV), A3- (2,90 eV), B- (3,95 eV – früher nur in Quarzglas beobachtet) und C-Absorptionsbande zeigt.