NMR in Crystals and Powders of Topazes with Different Colours

The present work is a part of the large project with purpose to investigate microstructure and electronic structure of natural topazes using NMR method. To reach this task we determined the relative contents of fluorine and hydrogen in crystals blue, colorless, wine and wine irradiated topazes. Then we determined the electric field gradients in site of aluminium atoms by NMR method, calculated EFG using ab initio method, and measured relaxation time dependence on heating temperature for blue, colorless, Swiss blue and sky blue topazes. Nuclear magnetic resonance (NMR) is an effective method to investigate the local structure in the crystal. The NMR study of the single crystal gives detailed information especially about the local crystal structure. As a result of this work we have received practical data, which is possible to use in future for making personal dosimetry and for preparation of mullite, which is widely used in traditional and advanced ceramic materials.

Sodaliittien Na8(AlSiO4)6(Cl,S)2 tenebresenssin ja luminesenssin tutkiminen NMR ja EPR spektroskopioita apuna käyttäen

Sodaliitit ovat mineraaleja, joiden ominaisuuksia ovat tenebresenssi, luminesenssi ja kestoluminesenssi. Sodaliitteja voidaan löytää luonnosta, mutta niitä pystytään valmistamaan myös laboratoriossa kiinteän olomuodon menetelmällä. Yksi sodaliittien erityistapauksista on hackmaniitti. Hackamiittiin tutustumalla voidaan helposti tutustua yleisesti sodaliitteihin. Hackamniitin rakenne perustuu rakennekaavaan Na8[AlSiO4]6[Cl,S]2. Rakenteeseen voidaan kuitenkin tehdä hienovaraisia muutoksia, joilla saadaan aikaan ominaisuuksien muutoksia syntyvissä tuotteissa. Työssä valmistettiin synteettisiä sodaliitteja, joiden kloori- ja rikkiatomien suhdetta ja vakanssien määrää muutettiin. Syntyneiden tuotteiden kiderakenne vastasi luonnollisen sodaliitin kiderakennetta. Kiderakenteen sisällä olevat muutokset vaikuttivat kuitenkin sodaliittien luminesenssin intensiteettiin ja tenebresenssissä syntyvän värin tummuuteen ja värin kestoon. Koska rakenne selkeästi vaikuttaa sodaliitin ominaisuuksiin, pyrittiin työssä löytämään parhaat menetelmät, joilla rakennetta voidaan tutkia. Perinteisten rakennetutkimusmenetelmien, (kuten XPD:n) lisäksi tutkittiin magneettiseen värähtelyyn perustuvien tekniikoiden (NMR ja EPR) käyttöä sodaliittien tutkimisessa. Sodaliitteja on tutkittu toistaiseksi kovin vähän. Tulevaisuudessa sodaliitit ovat kuitenkin mielenkiintoinen tutkimuskohde, sillä niissä saadaan aikaan useita optisia ominaisuuksia eri viritysaallonpituuksilla. Työssä esitettyjen tutkimusmenetelmien avulla sodaliitteja voidaan jatkossa tutkia entistä paremmin ja niiden rakenteesta