鮮彩橙色CVD合成鉆石
隨著近年來CVD合成鉆石技術的快速發展,許多顏色可以在合成之后產生。近日紐約實驗室檢測了一顆帶有非常迷人的橙色體色的CVD合成鉆石。
這顆圓鉆形切工的樣品重1.04克拉,顏色級別是鮮彩粉橙(圖1),這是一種在天然和處理鉆石中都很少見的顏色。除了少量暗色的針點狀包體,并沒有其他明顯的內部特征。在正交偏光下,顯示出天然II型鉆石中特有的“榻榻米”結構。紅外吸收光譜顯示為典型的IIa型鉆石,沒有檢測到其它特征吸收。在液氮溫度下,紫外-可見-近紅外區檢測到少量吸收特征(圖2),主要包括由于N-V色心產生的575.0和636.9nm吸收,以及它們相關的副吸收帶。我們也檢測到一些由于輻照所致的吸收,包括594.4nm,GR1(741.2nm),ND1(393.4nm),以及420-450nm處的由于輻照產生的吸收。此外,還觀察到H3(503.2nm)弱吸收,516.1nm處可能與鎳有關的吸收,還可見736.6、736.9nm處的[Si-V]– 吸收。 在DiamondView下,可觀察到樣品呈強紅色熒光,伴有清晰的平行層狀生長紋,這是CVD合成鉆石特有特征,同時還可觀察到弱的紅色磷光。這些測試結果證明了該鉆石為經過后期處理的CVD合成鉆石。根據紅外吸收光譜的吸收計算可知其氮含量低于1ppm。樣品合成之后,又經歷人工輻照退火處理產生N-V色心,而N-V色心是鉆石呈粉橙色的主要成因。
通過控制N-V色心以及其它色心濃度,可以得到非常迷人的橙色。應該指出的是,在后期的處理過程中,晶格中存在的雜質硅元素和空穴相結合,這可能是 [Si-V]–含量較高的原因。隨著后期處理技術的進一步發展,很有可能將會有更多顏色的CVD合成鉆石出現。