淡绿色高温高压合成钻石
GIA卡尔斯巴德实验室最近收到了25颗钻石,计划出具钻石分级报告,随后发现所有从0.46ct到0.52ct大小的钻石均为高温高压合成钻石。这些钻石中有9颗为无色到近无色,8颗为淡蓝绿色,7颗为淡绿色(如图1)和一颗为浅绿色。我们发现这些绿色是由于较高含量的Ni导致的。Ni通常是高温高压合成钻石中的杂质,但是极少见到足以影响钻石的颜色。
过去,GIA的宝石学家们认为高温高压合成钻石的颜色主要为深艳黄绿色,主要由Ni导致的吸收峰在685nm(Spring, Gems &Gemmology,pp.96-98)。他们的Ni杂质显示为光学活性的,优先于沿着{111}晶面生长,使用光致发光面扫可以观察到颜色条带。
在这25颗高温高压合成钻石中,使用633nm光源的光致发光(PL)激发没有一颗显示有缺失SiV 色心737nm,红外光谱检测有16颗钻石具有可测量的硼在2800cm-1。在这一组样品中,有5颗具有685nm吸收为具有较高的Ni含量,其它则在650~800nm范围内具有较宽的吸收。这些未配对的硼含量很低,大部分含量在0.2 - 5.6ppb,有一颗近无色的样品在18ppb。未配对的硼是高温高压合成钻石中常见的杂质,在生长的过程中包含在里面;如此低的含量不足以影响钻石的颜色。除此之外,有几颗样品可观察到特别的金属包裹体,也可以认为是高温高压处理的证据(如图2)。
图 2 这颗0.52克拉的淡黄绿色高温高压钻石具有明显的金属包裹体,可以更进一步证明为实验室生长钻石。这个位置观察为亭部的刻面,腰部在图片的上方。
photo@Jonathan Muyal;视域范围1.76mm。
图3 左:这颗0.52克拉的淡蓝绿色高温高压合成钻石,使用785nm激发光源的PL面扫图,显示最高的Ni含量集中在{111}晶面。这个false-color 面扫图显示 右:Ni相关的883/884nm峰与{111}晶面的PL平均强度,随着颜色的标红从无色到非常淡的绿色。
这些钻石具有如此多相似的数据,但是又与寻常的在实验室高温高压合成钻石不同,因此我们可以做更多的测试去对比。使用785nm激发光源的PL面扫测试了8个样品的台面,跨越了不同颜色的渐变色(图3)。正如我们所料,Ni最高含量的吸收集中在{111}晶面。结合其它搜集的图谱,我们可以证实{111}晶面与PL的强度与Ni相关的883/884nm相关。当将光致发光的峰强度与钻石颜色进行投图,从无色到近无色到非常淡的绿色,峰强度随着颜色的级别而增强。无论如何,与Ni相关的缺陷883/884nm并不认为是Ni相关造成在可见光的吸收。一颗深彩黄绿色高温高压合成测试类类似的PL面扫图可以证实(Spring Gems &Gemmology, 2017);那个样品Ni的强度是本次淡绿色样品的10倍。
未来,随着实验室生长钻石的制造商们不停地改进他们的配方和实验过程,我们可能会看到更多数量和更多颜色的合成钻石。
文章来源: GIA
