Luminescence optiquement stimulée

La luminescence optiquement stimulée (de l'anglais Optically Stimulated Luminescence ou OSL) est une technique utilisée pour la datation des minéraux. Cette technique repose sur le principe que dans certains minéraux, tels que le quartz et le feldspath, les électrons de leurs cristaux peuvent être piégés entre la bande de valence et la bande de conduction à la suite d'une excitation par la radiation ionisante émise par des radionucléides présents naturellement dans le sol (p.ex. isotopes radioactifs d'uranium et thorium , ou potassium-40) ou par les rayons cosmiques. En exposant l'échantillon de minéral à la lumière, les électrons piégés sont promus à la bande de conduction et ensuite retournent à la bande de valence en émettant un photon. L'intensité de cette lumière émise par l'échantillon est directement proportionnelle à la quantité des charges piégées et peut alors être utilisée pour estimer le temps pendant lequel l'échantillon a été enterré dans le sol. Dans un cristal, les orbitales électroniques sont séparées en bandes d'énergie croissante. En général, les bandes inférieures sont remplies alors que les bandes supérieures sont vides. La bande peuplée par les électrons de valence est appelée la bande de valence. Il s'agit de la bande occupée ayant la plus haute en énergie. La bande vide la plus basse en énergie se nomme la bande de conduction. Dans le cas d'une substance isolante, ces deux bandes sont bien séparées. Il y a donc très peu de mouvements d'électrons. Par contre, dans le cas d'un métal, ces deux bandes se rencontrent. Il est donc facile d'exciter un électron de la bande de valence pour le faire passer dans la bande de conduction. Il peut ensuite se déplacer librement dans tout le cristal avant de revenir à la bande de valence. Ce phénomène engendre la conductivité électrique des métaux. vignette|Transitions des électrons à la base du phénomène de la luminescence optiquement stimulée.|500px En réalité, les cristaux sont très rarement parfaits.