珠宝专业赏析—红色荧光的天然钻石

图1.由于氮元素中心缺失出现强吸收峰，这款0.40克拉D色IIa型圆形钻石在紫外光下展现出强烈的紫红色。

通过单个氮原子在碳链中心的缺失，在含氮金刚石中产生氮 - 空位（N3）中心。它可以存在于中性（N3 0）和负电荷（N3 -）状态。使用光致发光（PL）光谱，NV中心可以通过在575nm的零电子线（ZPL）的发现N3检测0和NV 637纳米峰 。在自然型IIa钻石中，N3中心的显示通常较弱，N3 0（575 nm）的相对强度通常比N3 -（637 nm）更强。当DiamondView的短波紫外线辐射激发时，绝大多数自然型IIa钻石显示出蓝色荧光，归因于缺陷如N3或位错发生。然而曼谷实验室检查了一种天然无色IIa型钻石，由于N3中心浓度高，出现了非常明亮的红色荧光。
这款0.40克拉的圆形钻石，拥有了D色等级和SI 1清晰度等级（图1）。红外吸收光谱证实了不具有可测量的缺陷相关吸收的IIa型金刚石。具有交叉偏振光的显微镜检查显示具有较弱干涉色以及相对较强的应变消光（图2）。与DiamondView进行的进一步检测显示，这种石头表现出不寻常的红色荧光（图3），类似于含氮元素掺杂的CVD合成钻石。然而，DiamondView图像显示了典型的自然型IIa钻石的位错网络以及环形生长纹，这对于天然IIa型钻石而言非常罕见。

图2.在交叉偏振滤光片下观察钻石显示了具有弱干涉色的应变消光图案，这是自然生长的特征。

图3. 0.40克拉钻石的DiamondView图像显示红色荧光，这对于天然IIa型石头不是非常常见。这种红色荧光与N3中心的显示强烈的吸收峰。还观察到了典型的自然型IIa钻石中碳元素空间结构错位。

为了检测可能是人工合成钻石的方法，我们采用PL光谱在液氮温度下进行几次激光来激发。通过514 nm激光激发，PL光谱显示了N3 0（575 nm）和N3 -（637 nm）（图4）的非常强的吸收峰。这在自然型IIa钻石中非常少见。观察到N3 0浓度相对较高。对于该金刚石，短波UV激发接近230nm的是在从所述N3激发荧光非常有效在较长的波长，其在637.0处具有一个ZPL和其强大的边缘线。由于该N3的相对高浓度的碳原子中心缺陷，观察到很强的红色荧光。

图4.在用514nm的液氮温度下的光致发光光谱的激光激发显示强发射峰在575和637纳米由于N3 0和N3 -分别都在中心缺失。在自然界的IIa型钻石中，NV中心的强度通常弱于552nm处的拉曼光谱吸收峰。