一种疑似合成钻石的天然钻石光谱学特征

作     者：朱红伟 程佑法 陈淑祥 范春丽 李婷 刘海彬 赵潇雪 山广褀 李建军 ZHU Hong-wei;CHENG You-fa;CHEN Shu-xiang;FAN Chun-li;LI Ting;LIU Hai-bin;ZHAO Xiao-xue;SHAN Guang-qi;LI Jian-jun

作者机构：山东省计量科学研究院国家黄金钻石制品质量检验检测中心/山东省计量检测重点实验室山东济南250014 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东济南250353 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2023年第43卷第6期

页      面：1690-1696页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家质检总局科技计划项目(2012QK258) 山东省科技厅重点科技计划项目(2017GSF220015) 山东省计量检测重点实验室开放课题(2021JLZ03)资助 

主　　题：天然钻石 Ⅱa型 荧光 磷光 光致发光 

摘      要：该研究团队在近期日常检测中发现一粒疑似合成钻石的天然钻石。该样品的质量为0.0295 g(0.14 ct),尺寸为3.32 mm×3.33 mm×2.08 mm,颜色级别为H,净度级别SI_(1),在正交偏光镜下具有异常消光现象。该样品在短波紫外灯下具有强的绿黄色荧光,并伴有强烈的绿黄色磷光现象,磷光持续时间50 s以上;傅里叶变换红外光谱仪测试确认该样品为Ⅱa型,在1400~400 cm^(-1)无明显吸收峰,在1970~2500 cm^(-1)处具有由C—C晶格振动所引起的吸收峰;紫外可见光谱仪测试未检测到415 nm吸收峰,显示270 nm吸收峰。上述特征疑似HPHT合成钻石。为确认该样品的成因,又对其做了部分光谱测试,采用De Beers研制的Diamond-view^(TM)测试样品的发光图像,该样品的发光图像呈蜥蜴皮状、蜂窝状;采用常温光致发光光谱仪测试,选用405 nm光源激发时,可见415、428和450 nm特征峰;选用365 nm光源激发时,可见415、428和450 nm特征峰以及氮空位中心(N-V)~0引起的575 nm特征峰,未见氮空位中心(N-V)^(-)引起的637 nm特征峰;采用低温液氮光致发光光谱测试,选用488和514 nm激发光源,可见由氮空位中心(N-V)~0和(N-V)^(-)引起的575和637nm特征峰,并且575 nm峰强度远大于637 nm峰强度。总结对比当前最新的研究成果:415 nm特征峰是天然无色钻石的重要特征峰;CVD合成钻石具有737 nm光致发光特征峰;HPHT合成钻石具有882和883 nm光致发光特征峰;经HPHT处理钻石具有575和637 nm光致发光特征峰,且637 nm发光峰强度远大于575 nm强度。通过对比天然、合成和处理钻石Diamond-view^(TM)测试的发光图像特征,测试样品的发光图像符合天然钻石的特征。综合以上研究,最终确认该样品为天然Ⅱa型钻石。该样品研究表明,钻石鉴定需从常规宝石学特征入手,注重红外吸收光谱、紫外-可见光谱的测试,特别关注Diamond-view^(TM)荧光成像、光致发光光谱分析方法的使用,综合判断才能获得准确结论。