BLAU - Farbstoffe -- Pigmente -- Leuchtstoffe -- Laser

BLAU 


Farbstoffe – Pigmente – Leuchtstoffe – Laser 

AGP-Begleit’vorlesung’, 11.2011, C.R.


BLAU durch Emission 

Emissionsfarben und Energien 

Flammenfärbung: Emission nach thermischer Anregung 

LEDs: Emission nach elektrischer Anregung 

Leuchtstoffe: Emission nach optischer Anregung 

Laser: Stimulierte Emission nach optischer Anregung 

BLAU durch Absorption 

Absorptionsfarben und Energien 

Elektronen als Farbzentren 

Absorptionsfarben in Atomen/Molekülen/FK 

Exkurs: Pigmente 

Blaue Absorptions-Pigmente (nach Farbträgern) 

Farbträger Cu(II) 

Farbträger Co(II) 

Farbträger V(IV) 

L-L-Übergänge 

Farbe durch Gemischtvalenz 

Farbträger Radikal-Ionen 

Zusammenfassung





















Zusammenfassung




BLAU durch Emission (Energien) 

eV 

1.5 

2.0 

2.5 

3.0 

kJ/mol 

150 

200 

250 

300 

cm −1 

12 000 

14 000 

16 000 

18 000 

20 000 

22 000 

24 000 

26 000 

IR UV 

rot 

gelb 

grün 

blau 

violett 

nm 

800 

700 

600 

500 

450 

400 

UV−Vis−Spektrum 

λ[nm] 

E[eV] 

800 1.5 

sichtbares Licht 

UV−Strahlung 

Vakuum−UV 

XUV 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

1.7 

2.0 

2.4 

3.0 

4.0 

6.0 

12.0 

8 

◮ λ = 450 nm 

◮ E = 2.7 eV = 270 kJ/mol 

◮ ˜ν = 22 000 cm −1




Flammenfärbung: Beispiel Caesium 

◮ caesius (lat.) – himmelblau 

◮ Emission nach thermischer Anregung 

RT bei 300 K: 

⋄ 2.5 kJ/mol = 0.025 eV 

RT bei 1500 K: 

⋄ 12.5 kJ/mol = 0.125 eV 

◮ Auswahlregeln (Atome) 

△L = ±1 und △J = 0, ±1 

◮ Termsymbole: 2S+1 LJ 

◮ Cs 6s 1 : l = L = 0, s = S = 1 

2 

also 2 S 1 

2 

◮ Cs 7p 1 : l = L = 1, s = S = 1 

2 , 

J = 1 3 

, 2 2 , also 2 P 1 

2 , 3 2 

◮ 6s ↦→ 6p: 850/894 nm (im IR) 

◮ 6s ↦→ 7p: 460 nm ⇐ BLAU 

, J = 1 

2 , 

l 0 1 2 3 

5.37 

Energie [eV] 

5 

4 

3 

1 

0 

2 

5S 

4S 

3S 

2S 

812.7 

383.8 

398.6 

427.2 

497.2 

323.3 274.1256.3247.5 

670.78 

5P 

4P 

3P 

391.5 

413.2 

610.4 

460.3 

379.5 

2P 

5D 

4D 

1278.2 

1869.7 

3D 

6F 

5F 

4F 

0 

10000 

20000 

30000 

40000 

Übergänge im Lithium-Atom 

Energie [cm −1]




LED: Emission durch Stromfluss 

relative Augen− 

empfindlichkeit 

Ultraviolett 

Rot Gelb Blau Violett 

Orange Grün 

Infrarot 

λ [pm] 

0.35 3.6 

GaN 

0.4 

0.45 

0.5 

0.6 

0.7 

0.8 

0.9 

1.0 

E [eV] 

g 

3.4 

2H 

3.2 4H 

ZnS 

ZnO 

α−SiC 

3.0 6H 

BeTe 

GaS 2 

SnO 2 

CuCl 

CuBr 

CuAlS 2 

2.8 21R 

ZnSe In 2O 3 

CuAlSe 2 

2.6 

GaS 

AgGaS 2 

AlP CdS Ga 2O 3 

2.4 β−SiC 

ZnTe 

GaP 

ZnP MgSiP CuGaS 

2 2 

2 

2.2 AlAs 

2.0 

CdSiP2 

BP Cu 2O 

ZnSiP2 

1.8 

CdSe 

ZnGeP2 

AgInS 2 

1.6 

1.4 GaAs 

AlSb 

CdTe 

ZnGeP2 AgGaSe 2 

CdGeP2 

1.2 

InP 

CuGaSe2 CuInS2 Bandlücken von Halbleitermaterialien 

◮ Population des 

Leitungsbands eines 

Halbleiters durch angelegte 

Spannung 

◮ Auswahlregel △k=0 

(direkte Bandlücke) 

◮ Materialien mit passender 

Bandlücke für BLAU 

◮ SiC: erste kommerzielle 

blaue LED, geringe 

Effizienz 

◮ ZnSe: nie bis zur 

kommerziellen Reife 

entwickelt 

◮ InGaN/GaN: UV – 

violett – blau – grün (je 

nach In-Gehalt) (InN: 

0.7 eV; GaN: 3.4 eV)



LED 


Substrat 

(Kathode) 

Bonddraht Kunststoffhülle 

Kontakt− stifte 

(Anode) 

Al 2 O3 

konstante 

Schicht 

n 0.65 

GaAs .35 P.65 

Übergangs− 

n 0.65 

schicht GaAs 1−xPx 1 

Substrat 

Spiegel 

GaP 

p (Zn−dotiert) 

n 1 

Aufbau einer roten LED 

x 

◮ Light Emitting Diods 

◮ pn-Halbleiterdiode, in Durchlassrichtung 

verschaltet 

n p 

n 

U 0 

p 

U 0 +U 

n− und p−Halbleiter 

d 

d d 

getrennt Spannunglos Sperrichtung Durchlaßrichtung 

pn-Übergang (Dioden) 

n 

U 

U 

p n p 

U −U 

0




Leuchtstoffe 

◮ z.B. in Leuchtstoffröhren (Anregung durch UV-Strahlung) 

◮ BLAU: ’BAM’ = Eu 2+ -dotiertes Ba-Mg-Aluminat BaMgAl10O17 

◮ Struktur des Wirtsgitters: β-Alumina 

◮ Emissionsspektrum von Eu 2+ (fd-Bande): 4f 7 −→ 4f 6 5d 1 

◮ ca. 420 - 440 nm




Laser: Prinzip 

LASER = Light Amplification by 

Stimulated Emission of Radiation 

Übersicht Lasermaterialien 

Farbstofflaser 

Festkörper− 

Laser 

Gaslaser 

UV 

Rubin 

0.694 

VIS 

Pumpenergie 

vollständig 

reflektierender 

Spiegel 

laseraktives Material 

0.1 1 100 

+ 

N2 Ar He/Ne 

0.34 0.50 0.63 

Halbleiterlaser 

Nd 

1.064 

IR 

HF 

2.8 

CO 

5.4 

chem. 

Laser 

10 

CO 

10 

2 

H O 

2 

28 

l 

Mikrow. 

teildurch− 

lässiger 

Spiegel 

Laserspektrum 

Intensität 

Emissionsspektrum 

des Lasermediums 

1µ m = 1.25 eV 

HCN 

311 

Resonatormoden 

Wellenlänge 

λ[µ m]




Festkörperlaser 

◮ Rubin-Laser: Cr 3+ in Korund, 3-Niveau-Laser 

◮ BLU(E)-Ray Discs ? 

◮ kürzere Wellenlänge ↦→ höhere Datendichten




Festkörperlaser 

◮ Rubin-Laser: Cr 3+ in Korund, 3-Niveau-Laser 

◮ BLU(E)-Ray Discs ? 

◮ kürzere Wellenlänge ↦→ höhere Datendichten 

◮ frequenzverdoppelte IR-Laser meist mit Nd 3+ -Ionen, z.B. 

◮ Nd:YAG (946 nm ↦→ 473 nm) 

◮ Nd:YVO4 (914 nm ↦→ 457 nm) 

◮ NLO-Materialen für Frequenzverdoppelung (z.B. BiB3O6, BIBO) 

◮ f↦→f-Übergänge in Nd 3+




Wirtsgitter: Granate 

◮ allgemeine Formel: A3B2C3O12 

◮ Struktur: 

◮ AlO6-Oktaeder; SiO4-Tetraeder 

◮ fast linear über O-Liganden 

verknüpft ↦→ guter Superaustausch 

A3 B2 C3 Magnetismus 

Grossular Ca3 Al2 Si3 - 

Uvarovit Ca3 Cr2 Si3 - 

Andradit Ca3 Fe2 Si3 - 

YIG Y3 Fe2 Fe3 ferrimagnetisch 

YAG Y3 Al2 Al3




Halbleiter(Dioden)-Laser 

◮ stimulierte Emission von Photonen im pn-Übergang 

◮ angeregt duch elektrischen Strom 

◮ vor allem IR-Bereich, VIS außer rot noch teuer 

◮ Aufbau: 

p−n−Übergang 

p−GaAlAs p−GaAs 

n−GaAlAs 

Elektronen 

+ 

Löcher 

Rekombinations− 

p−n−Übergang Zone 

eines HL−Lasers 

LB 

VB 

Dicke in 

µ m 

1 

0.2 

1 

1 

GaAs (Substrat) 

ca. 10 µ m 

GaAs−Heterostruktur 

GaAs(p) 

Metall 

Al 0.3Ga 

0.7As(n) 

GaAs(n) 

Al 0.3Ga 

0.7As(p) 

Oxid Lötmetall 

Metall 

Cu−Kühler





















Zusammenfassung




Energien – Farben 

eV 

1.5 

2.0 

2.5 

3.0 

kJ/mol 

150 

200 

250 

300 

cm −1 

12 000 

14 000 

16 000 

18 000 

20 000 

22 000 

24 000 

26 000 

IR UV 

rot 

gelb 

grün 

blau 

violett 

nm 

800 

700 

600 

500 

450 

400 

UV−Vis−Spektrum Farbeindruck 

λ[nm] 

E[eV] Bande Bandkante 

800 1.5 

sichtbares Licht 

UV−Strahlung 

Vakuum−UV 

XUV 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

1.7 

2.0 

2.4 

3.0 

4.0 

6.0 

12.0 

8 

Bandkante 

Absorption 

0 

1 

Absorption 

0 

Leitungsband 

Valenzband 

1 Bande 

LUMO 

HOMO 

520 

Wellenlänge [nm] 

520 

Bandkante 

Wellenlänge [nm] 

Bande




BLAU durch Farbmischung 

magenta 

rot 

weiß 

gelb 

cyan 

blau grün 

additive Farbmischung 

◮ additiv: BLAU = magenta + cyan 

◮ subtraktiv: BLAU = weiß − gelb 

cyan 

weiß 

gelb 

rot blau 

magenta 

grün 

subtraktive Farbmischung




BLAU in verschiedenen Farbräumen 

gelb 

grün 

rot 

schwarz 

weiß 

cyan 

magenta 

RGB−System CMY−System 

blau 

blau 

magenta 

cyan 

weiß 

schwarz 

rot 

grün 

gelb




BLAU im CIE-Farbraum 

CIE = Commission 

Internationale de l’Eclairage 

⋄ x(λ) (rot) 

⋄ y(λ) (grün) 

⋄ z(λ) (blau) 

Y 

1.0 

G 

0.9 

0.8 

0.7 

0.6 

500 

blaugrün 

0.5 

0.4 

0.3 

0.2 

0.1 

520 

grün 

türkis 

480 

blau 

indigo 

violett 

550 

gelb− 

grün 

weiß 

gelb 

purpur 

orange 

Purpurlinie 

600 

380 

X 

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 

R 

rot 

780




Farbzentren in NaCl, Na in Ammoniak 

◮ ge’trapte’ Elektronen 

◮ Farbträger: Elektronen im Potential von NH3-Liganden bzw. Na + 

◮ breite Absorption: 650 - 1100 nm (gelb-rot) ↦→ BLAU




Ursachen der Farbigkeit 

wichtige elektronische Prozesse bei selektiver Lichtabsorption:





wichtige elektronische Prozesse bei selektiver Lichtabsorption: 

◮ d-d-Übergänge in Übergangsmetallverbindungen mit offenen d-Schalen 

(z.B. Co(II)-Salze, Cu(II)-Salze, Cr2O3) 

◮ Spinregel: △S = 0 (Gesamtspin muss erhalten bleiben) 

◮ Paritäts/Laporte-Verbot: z.B. d-d- aber auch g-g-Übergänge verboten









◮ Paritäts/Laporte-Verbot: z.B. d-d- aber auch g-g-Übergänge verboten 

◮ Charge-Transfer-Übergänge 

◮ Ligand⇒Metall (LMCT) ([CrO4] 2− ) 

◮ Metall⇒Metall (MMCT) (Intervalenzübergänge, z.B. Fe3O4, Berliner Blau) 

◮ (Metall⇒Ligand) (z.B. [Ru(bipy)3] n− -Komplexe) 

◮ Ligand⇒Ligand (Interligand-Übergänge z.B. Ni-DADO, Phthalocyanine)














◮ Ligand⇒Ligand (Interligand-Übergänge z.B. Ni-DADO, Phthalocyanine) 

◮ Radikalionen im Festkörper (z.B. Ultramarine)















◮ Radikalionen im Festkörper (z.B. Ultramarine) 

◮ Valenzband (VB) ⇒ Leitungsband (LB) Übergänge in Festkörpern (k=0) 

◮ bei Bandlücken im sichtbaren Bereich (1.6-3.1 eV) z.B. CdS (2.6 eV) 

◮ entspricht L⇒M-CT im isolierten Molekülkomplex















◮ Radikalionen im Festkörper (z.B. Ultramarine) 

◮ Valenzband (VB) ⇒ Leitungsband (LB) Übergänge in Festkörpern (k=0) 

◮ bei Bandlücken im sichtbaren Bereich (1.6-3.1 eV) z.B. CdS (2.6 eV) 

◮ entspricht L⇒M-CT im isolierten Molekülkomplex 

◮ Donator-Niveaus eines Übergangsmetallions⇒LB des Wirtsgitters (z.B. 

NiTiO3)





















Zusammenfassung



Pigmente: Definition/Klassifizierung 

◮ pigmentum (lat.): Malerfarbe 

◮ Definition (nach DIN 55 944): 

Eine aus Teilchen bestehende, im Anwendungssystem unlösliche Substanz, 

die als Farbmittel (farbgebende Substanz) oder ... oder ... verwendet wird.







die als Farbmittel (farbgebende Substanz) oder ... oder ... verwendet wird. 

◮ Pigment ... 

◮ Feststoff (Kristalle, polykristalline Pulver, Aggregate, Agglomerate) 

◮ Anwendungssystem: Öl, Lack, .............. 

◮ neben Farbmitteln auch Funktionspigmente (Magnetpigmente, 

Korrosionsschutzpigmente)







die als Farbmittel (farbgebende Substanz) oder ... oder ... verwendet wird. 

◮ Pigment ... 

◮ Feststoff (Kristalle, polykristalline Pulver, Aggregate, Agglomerate) 

◮ Anwendungssystem: Öl, Lack, .............. 

◮ neben Farbmitteln auch Funktionspigmente (Magnetpigmente, 

Korrosionsschutzpigmente) 

◮ Bezeichnung/Klassifizierung von Pigmenten: 

◮ chemische Zusammensetzung (z.B. Chromatpigmente, TiO2-Pigmente) 

◮ optische Wirkung (bei Farbpigmenten) 

◮ Buntpigmente 

◮ Weißpigmente 

◮ Schwarzpigmente 

◮ Glanzpigmente (Metalleffektpigmente, Perlglanzpigmente) 

◮ Aufdampfschichten 

◮ Lumineszenzpigmente (Fluoreszenz- und Phosphoreszenz-Pigmente)



Einteilung der Farbmittel 

↦→ Einteilung nach koloristischen Gesichtspunkten (nach DIN 55 944) 

Weißpigment Buntpigment Schwarzpigment 

◮ Weißpigmente: nichtselektive Streuung 

◮ Buntpigmente: Absorptionspigmente ↦→ subtraktive Farbmischung 

◮ Schwarzpigmente: nichtselektive Absorption (z.B. Ruß: 99%)



Schwarz/Weiß/Bunt ? 

◮ Farbeindruck: Wellenlängenabhängigkeit der Remission 

100 Weißpigment 

Remission [%] 

0 

Buntpigment 

Buntpigment 

Schwarzpigment 

400 500 600 700 

Wellenlänge [nm]



Buntpigmente 

◮ bestimmter Farbton 

◮ hohes Deckvermögen 

◮ hohe Sättigung (Buntheit) 

◮ hohe Farbstärke (Farbreinheit ↦→ scharfe Absorptionskanten) 

1 

Remission 

0 

CdS 

Ni−Rutil−Gelb 

400 500 600 700 

Wellenlänge [nm]



Teilchengröße: Absorption/Streuung 

◮ Absorption = f(Pigmentvolumenkonzentration, Teilchengröße) 

◮ Streuung = f(Pigmentvolumenkonzentration, Teilchengröße, 

Brechungsindex) 

Intensität 

Absorption 

(Rayleigh) 

~d 3 

(Mie) 

~d −1 

(Fresnel) 

0 0.2 0.4 0.6 0.8 

Streuung 

Teilchendurchmesser d [ µ m] 

n=2.8 

n=2.0 

1.0





















Zusammenfassung





◮ Cu(II): d 9 , Jahn-Teller verzerrtes Oktaeder 

◮ im idealen Oktaeder: 2 Eg −→ 2 T2g 

◮ energetisch bei ca. 12 500 cm −1 

◮ vgl. d 1 -Systeme nach dem Lochformalismus 

M 

S 

M 

L 

+2 

+1 

0 

−1 

−2 

+1/2 

l=2 l=1 l=0 

l=2 l=1 l=0 

l=2 l=1 l=0 

l=2 l=1 l=0 

l=−1 l=−2 

l=−1 l=−2 

l=−1 l=−2 

l=−1 l=−2 

−1/2 

l=2 l=1 l=0 l=−1 l=−2 l=2 l=1 l=0 l=−1 l=−2 

Mikrozustände von d 1 

l=2 l=1 l=0 

l=2 l=1 l=0 

l=2 l=1 l=0 

l=2 l=1 l=0 

l=−1 l=−2 

l=−1 l=−2 

l=−1 l=−2 

l=−1 l=−2 

2 D 

E 

2 Eg 

2 

Tg 

∆ 

Aufspaltung im oktaedrischen Feld 

Aufspaltung des d 1 -Grundzustands 2 D im oktaedrischen Ligandenfeld



Azurit 


O C 

OH 

Cu(2) 

Cu(1) 

◮ Cu3(OH)2(CO3)2 (basisches Kupfercarbonat) 

◮ Struktur: 

C 

Cu(1) 

Cu(2)




Ägyptisch Blau 

◮ Chemische Zusammensetzung: CaCu[Si4O10] 

◮ Beispiele 

◮ Hippo (Ägypten, 2000 v.Chr.) 

◮ Nofretete (ca. 1350 v. Chr.) 

◮ Synthese 

◮ ca. 2500 v. Chr. in Ägypten 

◮ durch Glühen von CaO (Kalk), SiO2 (Quarz) und CuO im elektrischen Ofen 

◮ Struktur 

b 

0 

Cu 

a 

O Si 

O 

c 

b 

0 

Cu 

Ca 

a





◮ Farbträger: Co(II) (HS-d 7 , in tetraedrischer Koordination) 

◮ d⇒d-Übergänge 4 A2 ⇒ 4 T1 

◮ energetisch bei ca. 13 000 cm −1 (rot/gelb) ↦→ BLAU





◮ Farbträger: Co(II) (HS-d 7 , in tetraedrischer Koordination) 

◮ d⇒d-Übergänge 4 A2 ⇒ 4 T1 

◮ energetisch bei ca. 13 000 cm −1 (rot/gelb) ↦→ BLAU 

◮ Tanabe-Sugano-Diagramme (Co(II) im oktaedrischen (!) LF) 

E 

B 

2G 

4P 

4F 

60 

50 

40 

30 

10 

d 7 

HS 

LS 

4 A2 

2 

E 

10 20 30 

2 A1 

∆ 

B 

4 T 1 

4 T 2 

2 T 2 

2 T 1 

4 T 1




Thenard’s Blau 

◮ chemisch: CoAl2O4 

◮ Farbträger: Co(II) (d 7 ) in tetraedrischer Koordination 

◮ erste Synthese: 1500 v. Chr. in Ägypten 

◮ in China ab 600 n. Chr. zur Färbung von Tonwaren (Porzellan) 

◮ 1802 durch Thenards wiederentdeckt 

◮ bis heute wichtiges Pigmente für Keramik (Zwiebelmuster) 

◮ wichtige keramische Farbkörper, da sehr temperaturstabil (bis ca. 1500 o C) 

◮ Struktur: Normal-Spinell, Co(II) in Tetraederlücken




Smalte 

◮ Smalte: mit Co(II)-Salzen blau gefärbtes 

Glas 

◮ Synthese: aus Quarzsand, Pottasche und 

Co-Oxid bei ca. 1150 o C 

◮ ca. 100 v. Chr.: römisch-ägyptische 

Fayencen 

◮ ca. 1600 n. Chr.: Verwendung als Pigment 

für Ölfarben 

◮ Nachteil: geringe Deckkraft, grobkörnig




Zr-Silicat-Pigmente 

◮ Hochtemperatur-beständige keramische Farbkörper 

◮ auf Zirkon-(ZrSiO4) Basis 

◮ Zr-Pr-Gelb: (Zr,Pr 4+ )[SiO4] 

◮ Zr-V-Blau: Zr[(Si,V +IV )O4] 

◮ Zr-Cd-Rot: Zr[SiO4]/CdSe (Einschluß-Pigment) 

◮ blauer Farbträger: V IV = d 1 im tetraedrischen LF




Phthalocyanine 

◮ π→π ∗ -Übergänge im Ligand 

◮ im Kristall bei M 2+ neutrale Stapel ↦→ echtes Pigment 

N 

N 

N 

N 

N 

N 

N 

N 

2−




Berliner Blau 

◮ Farbigkeit: Gemischtvalenz (M⇒M-CT) 

◮ Fe4[Fe(CN)6]3 genauer: Fe III [Fe II Fe III (CN)6]3 · n H2O; n = 14-16 

◮ Bezeichnung: Eisen-Blau, Preußisch Blau, Pariser Blau, Turnbulls Blau 

◮ Herstellung über Fällungsreaktionen von Fe(II) und anschließende partielle 

Oxidation 

◮ bis 180 o C stabil 

◮ Verwendung bis heute in Druckfarben für Tiefdruck, für Lacke und zur 

Buntpapierherstellung 

◮ Struktur des Anions 

II III 

Fe −C Fe −N 

14 000 

24 000




Aquamarin 

◮ Wirtsgitter: Beryll Al2Be3[Si6O18] 

◮ Farbigkeit durch Fe 2+/3+ analog wie bei Berliner Blau 

◮ als Schmuckstein seit 1848 synthetisch hergestellt (Flux-Methode, z.B. aus 

MoO3-Schmelze) 

◮ Struktur des Wirtsgitters



Saphir 


◮ Wirtsgitter: Korund, α-Al2O3 

◮ Farbigkeit durch Gemischtvalenz (M⇒M-CT): 

Fe 2+ − O − Ti 4+ −→ Fe 3+ − O − Ti 3+ 

◮ Struktur des Wirtsgitters 

◮ synthetische Herstellung nach Verneuill




Ultramarine/Lapis-Lazuli 

◮ Fotografien des Minerals: Bild 1, Bild 2 

◮ Chemische Zusammensetzung: Na4[Al3Si3O12][Sx] (x = 2, 3, 4) 

◮ Gewinnung/Bedeutung 

◮ früher: natürliche Vorkommen in Afghanistan (sehr wertvoll!) 

◮ ca. 1825: erste synthetische Ultramarine 

◮ bis heute wichtiges Pigmente für Kunststoffe, Lacke, Farben, Papier, 

Kosmetik




Ultramarine/Lapis-Lazuli: Struktur 

◮ Sodalith-Gerüst 

◮ Alumosilicat-Teilverband [Al3Si3O12] 3− (Darstellung mit SiO4-Tetraedern) 

◮ β-Käfige (Si-Atome als Polyederecken)




Ultramarine/Lapis-Lazuli (Forts.) 

Farbtr.: Radikal-A. 

[Sx] − 

◮ [S2] − : gelbgrün 

◮ [S3] − : blau 

◮ [S4] − : rot-violett 

λ [nm] 

50 

10 

5 

3 

1 

0.5 

0.3 

800 

700 

600 

500 

400 

0.1 

12 15 19 25 

3 −1 

ν [10 cm ] 

Übergänge: 

⋄ 2 B2 ↦→ 2 B1 

(aber: 

Symmetrieverboten) 

⋄ 2 A1 ↦→ 2 B1 

(aber: sehr kleines 

Übergangsmoment) 

⋄ 2 A2 ↦→ 2 B1 

(stark, 17 000 cm −1 = 

600 nm) 

4a1 

3b 2 

1a2 

3a1 

2a1 

1a1 

4b 2 

2b1 

5a 1 

2b2 

1b1 

1b2


Zusammenfassung 



















Zusammenfassung




◮ Emissions-BLAU: Aussenden von Strahlung mit λ ≈ 450nm 

◮ Beispiele: Flammenfärbung (thermische Anregung), LEDs (elektrische 

Anregung), Leuchtstoffe (optische Anregung im UV-Bereich) 

◮ Absorptions-BLAU: Übergänge im roten-gelben Spektralbereich ↦→ BLAU 

’bleibt übrig’ 

◮ Farbträger: Elektronen, d-d-Übergänge in Co(II), Cu(II), V(IV) 

◮ Gemischtvalenz (M-M-CT-Übergänge) 

◮ L-π-π ∗ , auch in Pigmenten (nicht nur bei Farbstoffen) 

◮ Spinerlaubte Übergänge in Radikalen (Ultramarine)


Literatur 

Literatur 

◮ A. R. West: Solid State Chemistry and Its Applications, Wiley 1984 (das 

deutsche ist nur teilweise identisch) 

◮ Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry (div. schöne Aufsätze zu 

einzelnen Pigmenten) (Online über DBIS) 

◮ G. Buxbaum, G. Pfaff (ed.): Industrial Inorganic Pigments, Wiley VCH, 

2008. (sehr gut verständliches und aktuelles Buch zu Pigmenten). 

◮ W. Göpel, Chr. Ziegler: Einführung in die Materialwissenschaften, Teubner 

1996. 

◮ W. Moore: Der feste Zustand, Vieweg 1977. (gut verständliche Kapitel zu 

Lasern (Rubin) und Halbleitern, allerdings nicht sehr aktuell) 

◮ G. Steffen, Farbe und Lumineszenz von Mineralien, Enke (2000). (sehr gut 

verständliches Büchlein für mineralogisch interessierte). 

◮ Vorlesung Methoden der Anorganischen Chemie auf Web-Server ruby... 

(besonders Kapitel zu UV/VIS-Spektroskopie)


ENDE 

DANKE!

BLAU - Farbstoffe -- Pigmente -- Leuchtstoffe -- Laser

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