Abstract
투어멀린는 $XY_3Z_6(Si_6O_{18})(BO_3)_3$ 화학 방정식을 가진 광물로써 조성에 따라 alkali 투어멀린, calcic 투어멀린, X-site vacant 투어멀린 등으로 불린다. 투어멀린 특성과 화학성분에 따라 종을 구분하는데, 주된 종들은 엘바이트, 리디코타이트, 드라바이트, 우바이트, 숄이 있다. 일반적으로 적색 투어멀린의 발색 원인은 Mn, Fe 그리고 Cu의 함량에 따라 색상의 차이를 나타낸다. 본 연구에서 우리는 10MeV 에너지와 $1{\times}10^{17}cm^2$ 조건에서 전자빔을 수행 한 후 투어멀린의 컬러 변화를 관찰하였다. 자외선-가시광선 분광분석결과 모든 시료는 전자빔 조사 후 530 nm의 $Mn^{3+}$부근의 흡수 peak들이 증가하는 것이 관찰되었다. 이는 $Mn^{2+}$에서 $Mn^{3+}$ 이동 때문이여, $Mn^{3+}$는 Y-site에서 O(1)H-O(3)H 축에 따라 Jann-taller 변형으로 안정된 구조를 가지게 된다. 따라서 전자빔 조사 후 적색으로 변하게 되는 것이다. 또한 전자빔 조사 후 컬러가 모두 변했지만 상온에 뒀을 때 변화 된 컬러가 원래의 색으로 되돌아가는 향상을 보였다. 이는 전자빔 조사 후 전자가 튕겨져 나가서 불안정한 상태로 존재하고 있다가 상온의 열에 의한 에너지에 통해 다시 안정된 상태로 되돌아오는 결과로 볼 수 있다. 또한 우리는 WD-XRF를 통해 미량의 Mn 원소함량 차이에 따라 전자빔 조사 시 컬러 변화에 미치는 영향에 대해 확인할 수 있었다. 그리고 적외선 분광분석에서는 4,300-4,600 $cm^{-1}$사이에 특징적인 밴드들이 관찰되었다.
