Skip to main content

Cultural heritage and archaeology materials studied by synchrotron spectroscopy and imaging

Abstract

The use of synchrotron radiation techniques to study cultural heritage and archaeological materials has undergone a steep increase over the past 10–15 years. The range of materials studied is very broad and encompasses painting materials, stone, glass, ceramics, metals, cellulosic and wooden materials, and a cluster of organic-based materials, in phase with the diversity observed at archaeological sites, museums, historical buildings, etc. Main areas of investigation are: (1) the study of the alteration and corrosion processes, for which the unique non-destructive speciation capabilities of X-ray absorption have proved very beneficial, (2) the understanding of the technologies and identification of the raw materials used to produce archaeological artefacts and art objects and, to a lesser extent, (3) the investigation of current or novel stabilisation, conservation and restoration practices. In terms of the synchrotron methods used, the main focus so far has been on X-ray techniques, primarily X-ray fluorescence, absorption and diffraction, and Fourier-transform infrared spectroscopy. We review here the use of these techniques from recent works published in the field demonstrating the breadth of applications and future potential offered by third generation synchrotron techniques. New developments in imaging and advanced spectroscopy, included in the UV/visible and IR ranges, could even broaden the variety of materials studied, in particular by fostering more studies on organic and complex organic–inorganic mixtures, while new support activities at synchrotron facilities might facilitate transfer of knowledge between synchrotron specialists and users from archaeology and cultural heritage sciences.

This is a preview of subscription content, access via your institution.

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11
Fig. 12
Fig. 13
Fig. 14
Fig. 15
Fig. 16
Fig. 17
Fig. 18
Fig. 19
Fig. 20

Notes

  1. 1.

    Acronyms for usual synchrotron methods in the field of art and archaeology are listed in Table 2.

References

  1. 1.

    J. Baruchel, J.-L. Hodeau, M.S. Lehmann, J.-R. Regnard, C. Schlenker, Volume I: Theory, Instruments and Methods. Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Studies (Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1993)

    Google Scholar 

  2. 2.

    J. Baruchel, J.-L. Hodeau, M.S. Lehmann, J.-R. Regnard, C. Schlenker, Volume II: Applications to Solid State Physics and Chemistry. Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Studies (Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1994)

    Google Scholar 

  3. 3.

    J. Baruchel, J.-L. Hodeau, M.S. Lehmann, J.-R. Regnard, C. Schlenker, Volume III: Applications to Soft Condensed Matter and Biology. Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Studies (Les Éditions de Physique, Les Ulis, 1994)

    Google Scholar 

  4. 4.

    H. Wiedemann, Synchrotron Radiation (Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 2003)

    Book  Google Scholar 

  5. 5.

    A.C. Thompson, D. Vaughan, X-ray data booklet. Center for X-ray Optics and Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory, USA (2009)

  6. 6.

    D. Creagh, in Physical Techniques in the Study of Art, Archaeology and Cultural Heritage, vol. 1, ed. by D. Bradley, D. Creagh (Amsterdam, Elsevier, 2006), pp. 1–95

    Google Scholar 

  7. 7.

    L. Bertrand, in Physical Techniques in the Study of Art, Archaeology and Cultural Heritage, vol. 2, ed. by D. Creagh, D. Bradley (Amsterdam, Elsevier, 2007), pp. 97–114

    Chapter  Google Scholar 

  8. 8.

    K.H.A. Janssens, F.C.V. Adams, A. Rindby (eds.), Microscopic X-Ray Fluorescence Analysis (Wiley, Chichester, 2000). ISBN 0-471-97426-9

    Google Scholar 

  9. 9.

    B. Beckhoff, B. Kanngiesser, N. Langhoff, R. Wedell, H. Wolff, Handbook of Practical X-Ray Fluorescence Analysis (Springer, Berlin, Heidelberg, 2006)

    Book  Google Scholar 

  10. 10.

    A. Somogyi, M. Drakopoulos, L. Vincze, B. Vekemans, C. Camerani, K. Janssens, A. Snigirev, F. Adams, X-Ray Spectrom. 30, 242 (2001)

    Article  Google Scholar 

  11. 11.

    J. Szlachetko, M. Cotte, J. Morse, M. Salome, P. Jagodzinski, J.C. Dousse, J. Hoszowska, Y. Kayser, J. Susini, J. Synchrotron Radiat. 17, 400 (2010)

    Article  Google Scholar 

  12. 12.

    C.G. Ryan, D.P. Siddons, G. Moorhead, R. Kirkham, G. de Geronimo, B.E. Etschmann, A. Dragone, P.A. Dunn, A. Kuczewski, P. Davey, M. Jensen, J.M. Ablett, J. Kuczewski, R. Hough, D. Paterson, in Proceedings of the X-ray Microscopy Conference, 2008, vol. 186, p. 012013 (2009) (IOP J. Phys., Conf. Ser., 2009)

    Google Scholar 

  13. 13.

    K. Janssens, G. Vittiglio, I. Deraedt, A. Aerts, B. Vekemans, L. Vincze, F. Wei, I. Deryck, O. Schalm, F. Adams, A. Rindby, A. Knöchel, A. Simionovici, A. Snigirev, X-Ray Spectrom. 29, 73 (2000)

    Article  Google Scholar 

  14. 14.

    K. Janssens, W. de Nolf, G. van der Snickt, L. Vincze, B. Vekemans, R. Terzano, F.E. Brenker, TrAC, Trends Anal. Chem. 29, 464 (2010)

    Article  Google Scholar 

  15. 15.

    M.F. Guerra, M. Radtke, I. Reiche, H. Riesemeier, E. Strub, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, Beam Interact. Mater. Atoms 266, 2334 (2008)

    ADS  Article  Google Scholar 

  16. 16.

    B. Constantinescu, R. Bugoi, V. Cojocaru, R. Simon, D. Grambole, F. Munnik, E. Oberlander-Tarnoveanu, Spectrochim. Acta B 64, 1198 (2009)

    ADS  Article  Google Scholar 

  17. 17.

    J. Dik, A. Wallert, G. van der Snickt, K. Janssens, K. Rickers, Z. Kunsttechnol. Konserv. 24, 382 (2008)

    Google Scholar 

  18. 18.

    A.R. Woll, J. Mass, C. Bisulca, M. Cushman, C. Griggs, T. Wazny, N. Ocon, Stud. Conserv. 53, 93 (2008)

    Google Scholar 

  19. 19.

    A.R. Woll, J. Mass, C. Bisulca, R. Huang, D.H. Bilderback, S. Gruner, N. Gao, Appl. Phys. A 83, 235 (2006)

    ADS  Article  Google Scholar 

  20. 20.

    J. Mass, Hidden images, buried interfaces, vanishing masterpieces: recent confocal X-Ray fluorescence and XANES experiments on paintings at CHESS, in Oral communication, Eastern Analytical Symposium, 15–18 Nov. 2010, Sommerset, NJ, USA (2010)

    Google Scholar 

  21. 21.

    S. Leroy, R. Simon, L. Bertrand, A. Williams, E. Foy, P. Dillmann, J. Anal. At. Spectrom. 26, 1078 (2011)

    Article  Google Scholar 

  22. 22.

    W. Faubel, R. Simon, S. Heissler, F. Friedrich, P.G. Weidler, H. Becker, W. Schmidt, J. Anal. At. Spectrom. 26, 942 (2011)

    Article  Google Scholar 

  23. 23.

    J. van der Weerd, M. Gelddorf, L. van der Loeff, R. Heeren, J. Boon, Z. Kunsttechnol. Konserv. 17, 407 (2003)

    Google Scholar 

  24. 24.

    M. Cotte, E. Checroun, J. Susini, P. Walter, Appl. Phys. A 89, 841 (2007)

    ADS  Article  Google Scholar 

  25. 25.

    J. Dik, K. Janssens, G. van der Snickt, L. van der Loeff, K. Rickers, M. Cotte, Anal. Chem. 80, 6436 (2008)

    Article  Google Scholar 

  26. 26.

    J. Dik, M. Alfeld, K. Janssens, E. van de Wetering, in Nouveau regard sur Rembrandt, ed. by E. van de Wetering (Local World BV, Amsterdam, 2010), pp. xx–xxi

    Google Scholar 

  27. 27.

    M. Alfeld, K. Janssens, K. Appel, B. Thijsse, J. Blaas, J. Dik, Z. Kunsttechnol. Konserv. 25, 157–163 (2011)

    Google Scholar 

  28. 28.

    D.L. Howard, D. Lau, D. Hay, C. Ryan, R. Kirkham, G. Moorhead, J. Payne, M. Varcoe-Cocks, C. Villis, M.D. de Jonge, D.J. Paterson, D. Thurrowgood, Scanning X-Ray fluorescence elemental mapping of paintings with synchrotron radiation, in Oral communication, 4th International Conference on Synchrotron Radiation in Art & Archaeology, 7–10 Nov. 2010, Van Gogh museum, Amsterdam, NL (2010)

    Google Scholar 

  29. 29.

    M. Alfeld, K. Janssens, J. Dik, W. de Nolf, G. van der Snickt, J. Anal. At. Spectrom. 26, 899 (2011)

    Article  Google Scholar 

  30. 30.

    A. Krekeler, D. Bull, M. Alfeld, K. Janssens, J. Dik, In situ investigation of a hidden portrait by Goya using a mobile scanning macro-XRF set-up at the Rijksmuseum in Amsterdam, in Oral communication, 4th International Conference on Synchrotron Radiation in Art & Archaeology, 7–10 Nov. 2010, Van Gogh museum, Amsterdam, NL (2010)

    Google Scholar 

  31. 31.

    F.P. Hocquet, H.C. del Castillo, A.C. Xicotencatl, C. Bourgeois, C. Oger, A. Marchal, M. Clar, S. Rakkaa, E. Micha, D. Strivay, Anal. Bioanal. Chem. 399, 3109 (2011)

    Article  Google Scholar 

  32. 32.

    E. Chalmin, C. Vignaud, H. Salomon, F. Farges, J. Susini, M. Menu, Appl. Phys. A 83, 213 (2006)

    ADS  Article  Google Scholar 

  33. 33.

    E. Chalmin, F. Farges, G.E. Brown Jr., Contrib. Mineral. Petrol. 157, 111 (2009)

    ADS  Article  Google Scholar 

  34. 34.

    M. Cotte, J. Susini, J. Dik, K. Janssens, Acc. Chem. Res. 43, 705 (2010)

    Article  Google Scholar 

  35. 35.

    L. Monico, G. Van der Snickt, K. Janssens, W. De Nolf, C. Miliani, J. Dik, M. Radepont, E. Hendriks, M. Geldof, M. Cotte, Anal. Chem. 83, 1224 (2011)

    Article  Google Scholar 

  36. 36.

    G. van der Snickt, J. Dik, M. Cotte, K. Janssens, J. Jaroszewicz, W. de Nolf, J. Groenewegen, L. van der Loeff, Anal. Chem. 81, 2600 (2009)

    Article  Google Scholar 

  37. 37.

    M. Radepont, W. de Nolf, K. Janssens, G. van der Snickt, Y. Coquinot, L. Klaassen, M. Cotte, J. Anal. At. Spectrom. 26, 959 (2011)

    Article  Google Scholar 

  38. 38.

    K. Proost, K. Janssens, B. Wagner, E. Bulska, M. Schreiner, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, Beam Interact. Mater. Atoms 213, 723 (2004)

    ADS  Article  Google Scholar 

  39. 39.

    V. Rouchon, M. Duranton, C. Burgaud, E. Pellizzi, B. Lavédrine, K. Janssens, W. de Nolf, G. Nuyts, F. Vanmeert, K. Hellemans, Anal. Chem. 83, 2589 (2011)

    Article  Google Scholar 

  40. 40.

    O. Schalm, K. Proost, K. de Vis, S. Cagno, K. Janssens, F. Mees, P. Jacobs, J. Caen, Archaeometry 53, 103 (2011)

    Article  Google Scholar 

  41. 41.

    S. Lahlil, M. Cotte, I. Biron, J. Szlachetko, N. Menguy, J. Susini, J. Anal. At. Spectrom. 26, 1040 (2011)

    Article  Google Scholar 

  42. 42.

    J. Monnier, S. Réguer, D. Vantelon, P. Dillmann, D. Neff, I. Guillot, Appl. Phys. A 99, 399 (2010)

    ADS  Article  Google Scholar 

  43. 43.

    S. Réguer, P. Dillmann, F. Mirambet, Corros. Sci. 49, 2726 (2007)

    Article  Google Scholar 

  44. 44.

    S. Réguer, P. Dillmann, F. Mirambet, J. Susini, P. Lagarde, Appl. Phys. A 83, 189 (2006)

    ADS  Article  Google Scholar 

  45. 45.

    L. Robinet, M. Spring, S. Pagès-Camagna, D. Vantelon, N. Trcera, Anal. Chem. 83, 5145 (2011)

    Article  Google Scholar 

  46. 46.

    G. Tsoucaris, L. Bertrand, P. Walter, in Molecular and Structural Archaeology: Cosmetic and Therapeutic Chemicals, vol. 117, ed. by G. Tsoucaris, J. Lipowski (Kluwer Academic, Dordrecht, 2003), pp. 135–156

    Chapter  Google Scholar 

  47. 47.

    L. Bertrand, J. Doucet, A. Simionovici, G. Tsoucaris, P. Walter, Biochim. Biophys. Acta 1620, 218 (2003)

    Article  Google Scholar 

  48. 48.

    K. Krug, J. Dik, M. den Leeuw, A. Whitson, J. Tortora, P. Coan, C. Nemoz, A. Bravin, Appl. Phys. A 83, 247 (2006)

    ADS  Article  Google Scholar 

  49. 49.

    J. Dik, M. den Leeuw, C. Nemoz, P. Coan, A. Bravin, in Conf. Proc. Paul Scherrer Institut, Viligen, Switzerland (2004), pp. 45–48

    Google Scholar 

  50. 50.

    P. Cloetens, W. Ludwig, J. Baruchel, J.-P. Guigay, P. Pernot-Rejmánková, M. Salomé-Pateyron, M. Schlenker, J.Y. Buffière, E. Maire, G. Peix, J. Phys. D 32, A145 (1999)

    ADS  Article  Google Scholar 

  51. 51.

    Y. Hwu, H.H. Hsieh, M.J. Lu, W.L. Tsai, H.M. Lin, W.C. Goh, B. Lai, J.H. Je, C.K. Kim, D.Y. Noh, H.S. Youn, G. Tromba, G. Margaritondo, J. Appl. Phys. 86, 4613 (1999)

    ADS  Article  Google Scholar 

  52. 52.

    V. Cnudde, P.J.S. Jacobs, Environ. Geol. 46, 477 (2004)

    Article  Google Scholar 

  53. 53.

    A. Brunetti, E. Princi, S. Vicini, S. Pincin, S. Bidali, A. Mariani, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, Beam Interact. Mater. Atoms 222, 235 (2004)

    ADS  Article  Google Scholar 

  54. 54.

    V. Cnudde, A. Cwirzen, B. Masschaele, P.J.S. Jacobs, Eng. Geol. 103, 76 (2009)

    Article  Google Scholar 

  55. 55.

    V.G. Ruiz de Argandoña, L. Calleja, A. Rodríguez-Rey, L.M. Suárez del Río, C. Celorio, Eng. Geol. 103, 69 (2009)

    Article  Google Scholar 

  56. 56.

    E.L. Trong, O. Rozenbaum, J.L. Rouet, A. Bruand, Image Anal. Stereol. 27, 175 (2008)

    Article  Google Scholar 

  57. 57.

    H. Roemich, F. Zanini, K. Wittstadt, C.M. Weinitschke, N. Sodini, in Proc. 9th International Conference on NDT of Art, Jerusalem, Israel, 25–30 May 2008 (2009)

    Google Scholar 

  58. 58.

    A.C. Mees, E. Cornelis, P. Jacobs, M.T. Doménech Cárbo, H. Römich, Eng. Geol. 103, 93 (2009)

    Article  Google Scholar 

  59. 59.

    B.L. Illman, in Wood Deterioration and Preservation: Advances in our Changing World, vol. 845 (Am. Chem. Soc., Washington, 2003), pp. 337–345, Chap. 19

    Chapter  Google Scholar 

  60. 60.

    S. Bugani, F. Modugno, J.J. Lucejko, G. Giachi, S. Cagno, P. Cloetens, K. Janssens, L. Morselli, Anal. Bioanal. Chem. 395, 1977 (2009)

    Article  Google Scholar 

  61. 61.

    A.C. Scott, Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 291, 11 (2010)

    Article  Google Scholar 

  62. 62.

    M. von Balthazar, K.R. Pedersen, P.R. Crane, M. Stampanoni, E. Friis, Am. J. Bot. 94, 2041 (2007)

    Article  Google Scholar 

  63. 63.

    S. Mizuno, R. Torizu, J. Sugiyama, J. Archaeol. Sci. 37, 2842 (2010)

    Article  Google Scholar 

  64. 64.

    L. Rigon, E. Vallazza, F. Arfelli, R. Longo, D. Dreossi, A. Bergamaschi, B. Schmitt, R. Chen, M.A. Cova, R. Perabò, M. Fioravanti, L. Mancini, R.H. Menk, N. Sodini, G. Tromba, F. Zanini, E-Preserv. Sci. 7, 71 (2010)

    Google Scholar 

  65. 65.

    H. Rietveld, J. Appl. Crystallogr. 2, 65 (1969)

    Article  Google Scholar 

  66. 66.

    R.A. Young (ed.), The Rietveld Method. IUCr Monographs on Crystallography, vol. 5 (Oxford University Press, London, 1993)

    Google Scholar 

  67. 67.

    D. Creagh, Physical techniques in the study of art. Archaeol. Cult. Heritage 2, 1 (2007)

    Google Scholar 

  68. 68.

    M.L. Young, F. Casadio, S. Schnepp, E. Pearlstein, J.D. Almer, D.R. Haeffner, Appl. Phys. A 100, 635 (2010)

    ADS  Article  Google Scholar 

  69. 69.

    S. Reguer, F. Mirambet, E. Dooryhee, J.L. Hodeau, P. Dillmann, P. Lagarde, Corros. Sci. 51, 2795 (2009)

    Article  Google Scholar 

  70. 70.

    Z. Liu, A. Mehta, N. Tamura, D. Pickard, B. Rong, T. Zhou, P. Pianetta, J. Archaeol. Sci. 34, 1878 (2007)

    Article  Google Scholar 

  71. 71.

    M. Müller, B. Murphy, M. Burghammer, I. Snigireva, C. Riekel, J. Gunneweg, E. Pantos, Appl. Phys. A 83, 183 (2006)

    ADS  Article  Google Scholar 

  72. 72.

    M. Müller, B. Murphy, M. Burghammer, C. Riekel, M. Roberts, M. Papiz, D. Clarke, J. Gunneweg, E. Pantos, Spectrochim. Acta B 59, 1669 (2004)

    ADS  Article  Google Scholar 

  73. 73.

    M. Müller, B. Murphy, M. Burghammer, C. Riekel, E. Pantos, J. Gunneweg, Appl. Phys. A 89, 877 (2007)

    ADS  Article  Google Scholar 

  74. 74.

    A.C. Hermes, R.J. Davies, S. Greiff, H. Kutzke, S. Lahlil, P. Wyeth, C. Riekel, Biomacromolecules 7, 777 (2006)

    Article  Google Scholar 

  75. 75.

    L. Bertrand, J. Doucet, P. Dumas, A. Simionovici, G. Tsoucaris, P. Walter, J. Synchrotron Radiat. 10, 387 (2003)

    Article  Google Scholar 

  76. 76.

    J.C. Hiller, T.J. Wess, J. Archaeol. Sci. 33, 560 (2006)

    Article  Google Scholar 

  77. 77.

    P. Bleuet, E. Welcomme, E. Dooryhee, J. Susini, J.-L. Hodeau, P. Walter, Nat. Mater. 7, 468 (2008)

    ADS  Article  Google Scholar 

  78. 78.

    P. Bleuet, P. Gergaud, L. Lemelle, P. Bleuet, R. Tucoulou, P. Cloetens, J. Susini, G. Delette, A. Simionovici, TrAC, Trends Anal. Chem. 29, 518 (2010)

    Article  Google Scholar 

  79. 79.

    W. de Nolf, K. Janssens, Surf. Interface Anal. 42, 411 (2010)

    Article  Google Scholar 

  80. 80.

    W. de Nolf, J. Dik, G. Vandersnickt, A. Wallert, K. Janssens, J. Anal. At. Spectrom. 26, 910 (2011)

    Article  Google Scholar 

  81. 81.

    M. Cotte, E. Checroun, V. Mazel, V.A. Solé, P. Richardin, Y. Taniguchi, P. Walter, J. Susini, E-Preserv. Sci. 6, 1 (2009)

    Google Scholar 

  82. 82.

    N. Salvadó, S. Butí, M.J. Tobin, E. Pantos, J.N.W. Prag, T. Pradell, Anal. Chem. 77, 3444 (2005)

    Article  Google Scholar 

  83. 83.

    M. Cotte, P. Dumas, Y. Taniguchi, E. Checroun, P. Walter, J. Susini, C. R. Phys. 10, 590 (2009)

    ADS  Article  Google Scholar 

  84. 84.

    J.-P. Echard, L. Bertrand, A. von Bohlen, A.-S. Le Hô, C. Paris, L. Bellot-Gurlet, B. Soulier, A. Lattuati-Derieux, S. Thao, L. Robinet, B. Lavédrine, S. Vaiedelich, Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 49, 197 (2010)

    Google Scholar 

  85. 85.

    A. Lluveras, S. Boularand, J. Roque, M. Cotte, P. Giraldez, M. Vendrell-Saz, Appl. Phys. A 90, 23 (2008)

    ADS  Article  Google Scholar 

  86. 86.

    V. Rouchon, E. Pellizzi, K. Janssens, Appl. Phys. A 100, 663 (2010)

    ADS  Article  Google Scholar 

  87. 87.

    I. Reiche, M. Lebon, C. Chadefaux, K. Müller, A.-S. Le Hô, M. Gensch, U. Schade, Anal. Bioanal. Chem. 397, 2491 (2010)

    Article  Google Scholar 

  88. 88.

    M. Lebon, K. Müller, J.-J. Bahain, F. Fröhlich, C. Falguères, L. Bertrand, C. Sandt, I. Reiche, J. Anal. At. Spectrom. 26, 922 (2011)

    Article  Google Scholar 

  89. 89.

    R. Rivenc, A. Phenix, B. Singer, N. Balcar, in De la Peinture de Chevalet à l’Instrument de Musique: Vernis, Liants et Couleurs, ed. by S. Vaiedelich, J.-P. Echard. Les Cahiers du Musée de la Musique, vol. 9, (Cité de la Musique, Paris, 2008), pp. 89–101

    Google Scholar 

  90. 90.

    C. Martin de Fonjaudran, A. Nevin, F. Piqué, S. Cather, Anal. Bioanal. Chem. 392, 77 (2008)

    Article  Google Scholar 

  91. 91.

    F.M. Mirabella, Internal Reflection Spectroscopy: Theory and Applications (Marcel Dekker, New York, 1992)

    Google Scholar 

  92. 92.

    L.A. Averett, P.R. Griffiths, K. Nishikida, Anal. Chem. 80, 3045 (2008)

    Article  Google Scholar 

  93. 93.

    R. Sloggett, C. Kyi, N. Tse, M.J. Tobin, L. Puskar, S.P. Best, Vib. Spectrosc. 53, 77 (2010)

    Article  Google Scholar 

  94. 94.

    B.M. Patterson, G.J. Havrilla, Appl. Spectrosc. 60, 1256 (2006)

    ADS  Article  Google Scholar 

  95. 95.

    M. Spring, C. Ricci, D.A. Peggie, S.G. Kazarian, Anal. Bioanal. Chem. 392, 37 (2008)

    Article  Google Scholar 

  96. 96.

    C. Ricci, S. Bloxham, S.G. Kazarian, J. Cult. Heritage 8, 387 (2007)

    Article  Google Scholar 

  97. 97.

    R. Salzer, H.W. Siesler, Infrared and Raman Spectroscopic Imaging (Wiley-VCH, Weinheim, 2009)

    Book  Google Scholar 

  98. 98.

    L. Bertrand, L. Robinet, S.X. Cohen, C. Sandt, A.-S. Le Hô, B. Soulier, A. Lattuati-Derieux, J.-P. Echard, Anal. Bioanal. Chem. 399, 3025 (2011)

    Article  Google Scholar 

  99. 99.

    A. Dazzi, R. Prazeres, F. Glotin, J.M. Ortega, M. Al-Sawaftah, M. de Frutos, Ultramicroscopy 108, 635 (2008)

    Article  Google Scholar 

  100. 100.

    M. Vagnini, C. Miliani, L. Cartechini, P. Rocchi, B.G. Brunetti, A. Sgamellotti, Anal. Bioanal. Chem. 395, 2107 (2009)

    Article  Google Scholar 

  101. 101.

    E. Richardson, G. Martin, P. Wyeth, X. Zhang, Microchim. Acta 162, 303 (2008)

    Article  Google Scholar 

  102. 102.

    E.L. Kendix, S. Prati, E. Joseph, G. Sciutto, R. Mazzeo, Anal. Bioanal. Chem. 394, 1023 (2009)

    Article  Google Scholar 

  103. 103.

    K. Fukunaga, I. Hosako, C. R. Phys. 11, 519 (2010)

    ADS  Article  Google Scholar 

  104. 104.

    M. Thoury, J.-P. Echard, M. Réfrégiers, B. Berrie, A. Nevin, F. Jamme, L. Bertrand, Anal. Chem. 83, 1737 (2011)

    Article  Google Scholar 

  105. 105.

    F. Jamme, S. Villette, A. Giuliani, V. Rouam, F. Wien, B. Lagarde, M. Réfrégiers, Microsc. Microanal. 16, 507 (2010)

    ADS  Article  Google Scholar 

  106. 106.

    J.R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd edn. (Springer, Berlin, 2006),

    Book  Google Scholar 

  107. 107.

    J.K. Delaney, J.G. Zeibel, M. Thoury, R. Littleton, M.R. Palmer, K.M. Morales, E.R. de la Rie, A. Hoenigswald, Appl. Spectrosc. 64, 584 (2010)

    ADS  Article  Google Scholar 

  108. 108.

    A. Claro, M.J. Melo, J.S. Seixas de Melo, K.J. van den Berg, A. Burnstock, J. Cult. Heritage 11, 27 (2010)

    Article  Google Scholar 

  109. 109.

    E.C. Robertson, R. Blyth, XANES Investigation of the Effects of Heat Treatment on an Archaeological Tool Stone. Canadian Light Source 2008 Activity Report (2009)

  110. 110.

    A.M. Pollard, P. Bray, Annu. Rev. Anthropol. 36, 245 (2007)

    Article  Google Scholar 

  111. 111.

    L. Bertrand, J. Doucet, Nuovo Cimento 30, 35 (2007)

    Google Scholar 

  112. 112.

    L. Bertrand, M.-A. Languille, S.X. Cohen, L. Robinet, C. Gervais, S. Leroy, D. Bernard, E. Le Pennec, W. Josse, J. Doucet, S. Schöder, J. Synchrotron Radiat. 18, 765 (2011)

    Article  Google Scholar 

  113. 113.

    S. Réguer, D. Neff, C. Remazeilles, E. Guilminot, F. Nicot, C. Pelé, M. Meguelati, F. Mirambet, P. Dillmann, P. Refait, N. Huet, F. Mielcarek, J. Rebière, L. Bertrand, in Proc. of the Metal07 Conf., ed. by C. Degrigny, R. van Langh, I. Joosten, B. Ankersmith, vol. 2, 17th–21st Sept. Amsterdam, The Netherlands, (ICOM Committee for Conservation, 2008), pp. 60–68

  114. 114.

    M. Sandström, F. Jalilehvand, E. Damian, Y. Fors, U. Gelius, M. Jones, M. Salomé, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 14165 (2005)

    ADS  Article  Google Scholar 

  115. 115.

    L. Bertrand, D. Vantelon, E. Pantos, Appl. Phys. A 83, 225 (2006)

    ADS  Article  Google Scholar 

  116. 116.

    T.H. Maugh, Science 189, 981 (1975)

    ADS  Article  Google Scholar 

Download references

Acknowledgements

The authors acknowledge the critical reading by B. Berrie (National Gallery of Art, Washington DC, USA). We thank J. Mass (Conservation Department, Winterthur Museum and Country Estate, Winterthur, DE, USA), H. Roemich (Institute of Fine Arts, New York University, USA), J. Hiller (Non-Crystalline Diffraction Beamline, Diamond Light Source, Didcot, UK) and J.-P. Échard (Laboratoire de recherche et de restauration, Musée de la musique, Paris, France) for their comments on the presentation of their work in the manuscript. The IPANEMA platform is jointly developed by CNRS, MNHN, the French Ministry of Culture and Communication and SOLEIL, and benefits from a CPER grant (MESR, Région Île-de-France). Support by the Access to Research Infrastructures activity in the 7th Framework Programme of the EU (CHARISMA Grant Agreement n. 228330) and the NWO Science4Arts programme are acknowledged.

Author information

Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Loïc Bertrand.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Bertrand, L., Robinet, L., Thoury, M. et al. Cultural heritage and archaeology materials studied by synchrotron spectroscopy and imaging. Appl. Phys. A 106, 377–396 (2012). https://doi.org/10.1007/s00339-011-6686-4

Download citation

Keywords

  • Synchrotron Radiation
  • Cultural Heritage
  • Archaeological Material
  • Synchrotron Source
  • European Synchrotron Radiation Facility