粉红色钻石的人工合成-化学气相沉积法

2010/04/07 , by 珠宝实验室 , From 本站整理

天然粉红色钻石是很罕见的，大家熟知的的有著名的粉红色名钻：光明之海(大莫卧儿)，后被改磨成重约60克拉的巨型彩钻，镶在伊朗国王王冠的正中央，并正式改名为“光明之眼”。正是以为粉红色钻石的稀有，因此在合成钻石方面，发展出几种处理方式能将粉红色带入天然钻石和高温高压合成钻石中。

其中一种广泛应用的技术是藉由辐照和退火处理，将痕量的孤氮带入N-V中心内（nitrogen-vacancy pairs : 钻石中由氮与空穴结合产生的心）。N-V中心强烈吸收黄光和橙光，因此产生粉红至红的颜色。

痕量孤氮需要经过处理，使其适当作用而自然发生于起始原料中，而能在合成过程中混入（Shigley等。，2004年）；或者产自于天然钻石经高温高压处理过程中，因其氮的缺陷而致分解的结果（Wang等，2005）。

据波士顿的阿波罗钻石公司研究，化学气相沉积(CVD)生长的钻石其N-V中心是独一无二的，并且随后发生的粉红色可以在合成过程产生。

Element Six 公司(戴比尔斯工业钻石部门)生产的研究用CVD钻石，左起 0.86克拉, 0.39克拉，0.50克拉

由阿波罗钻石公司测试七个色彩鲜艳的CVD合成钻石 ( 颜色从Fancy Intense到Fancy Vivid pink或purplish pink )，颜色相似于著名的澳洲天然粉红钻石矿区阿盖尔(Argyle)。雕琢精良的刻面型CＶＤ合成钻石，其大小介于0.28至0.67克拉之间，所有的样本颜色均匀，大致上样本干净，只包含少量针点状包裹体。

由阿波罗钻石公司测试七个色彩鲜艳的CVD合成钻石(颜色从Fancy Intense到Fancy Vivid pink或purplish pink)，本图列举3个

天然钻石和CVD钻石的晶体形态学特征

当长短波紫外线照射下，合成钻石表现出强烈的橙红色荧光。红外光谱显示的1344cm-1微弱吸收峰是由不纯的孤氮产生。此外，持续侦测到局部震动弱尖峰在1341，1355，1358，1363，1375，1379，1405（氢气）和1450 cm-1 （H1a）。观察到一个有趣的特征是中红外光谱共存的尖锐吸收峰3107和3123 cm-1。

阿波罗公司生产的CVD钻石，左起1.70克拉，, 0.36克拉，0.21克拉

这两者与氢有关，但3123 cm-1吸收峰特别与CVD合成钻石相关，而3107 cm-1则普遍的存在于Ia型天然钻石中。在所有的测试样本中，3107cm-1 吸收峰明显强于3123 cm-1吸收峰。这些红外吸收峰也非常不同于先前报导过的白色，棕色，粉红色的CVD钻石（Martineau等，2004年；Wang等，2007）。

CVD合成粉红钻石之紫外可见近红外吸收光谱(UV-Visible-NIR absorption spectroscopy)

这些大小从0.28到0.67克拉的CVD粉红钻显示鲜粉红色，颜色从Fancy Intense 到 Fancy Vivid pink 或 purplish pink，由阿波罗钻石公司以标准制程生产。紫外可见近红外吸收光谱强烈表明，粉红色CVD钻石的颜色来自于N-V中心  ZPL 在637.0和574.9 nm，并且他们的边带位于较高能边。GR1（ZPL 在741.1nm），595中心（594.2nm），和ND1（ZPL在393.5nm），都是众所周知的辐照缺陷。硅有关的吸收峰（736.6/736.9 nm 成对出现）是一种可靠的CVD合成钻石鉴定特征。