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摘要：目前市场上合成钻石很多，本文主要介绍两组CVD？合成钻石辐照处理的案例。
关键词：CVD？合成钻石;辐照处理
这是一颗奇特的深灰色蓝色钻石，重0.46ct，它的紫外-可见-近红外光谱显示一个很强的GR1中心，表明经过人工辐射。此外，还发现了一个微弱的737nm硅双峰，随后用光致发光（PL）光谱（图1）进行了确认。硅双峰是CVD合成钻石的一个特征，而天然钻石中很少有硅双峰。
为了确定材料的合成来源，采集了DiamondView图像。这就需要将DiamondView设置为最高曝光时间，因为经过强辐照的钻石往往显示出非常弱的荧光，这使得图像难以解析。DiamondView图像显示了生长错位的模式，这是CVD合成材料的特征。红外光谱在1250cm-1和1116 cm-1的氮区显示出一些未知的特征。红外光谱缺乏对CVD生长的3123 cm-1氢相关缺陷的诊断，或有时在含有氢的人造金剛石中通过HTHP处理产生的3107 cm–1峰。
众所周知， CVD合成钻石是在生长后经过处理以改善颜色的，但这被视为HTHP处理或辐照和退火的结合。对CVD合成钻石进行HTHP处理可以部分或完全去除生长过程中产生的褐色。如果CVD合成物中含有氮杂质，辐照和退火将产生氮空穴心，产生粉红色到红色。
这是第一颗在GIA检测到的被辐照成蓝色的CVD合成钻石。钻石毫无疑问是合成的这一事实意味着辐照是在实验室进行的;然而这种材料在底尖附近显示出与人工辐照的天然钻石相同的颜色分区。电子对磁共振测定了20（+/-5）ppb的孤氮浓度。如果要对试样进行退火，则空位将与氮结合形成nv-中心。如上所述，有可能钻石是在最终处理前的中间阶段提交的，或者所有者认为它是天然的但经过处理的钻石。事实上，在缺少PL光谱和DiamondView图像的情况下，这个样本很容易被误认为是辐照过的天然钻石。
随着CVD合成材料越来越普遍，并受到各种各样的处理，它只会加强宝石实验室作为最可靠的将天然钻石和合成钻石鉴别区分的作用的。
图2这三颗石头分别重1.12 ct、1.14 ct和1.34 ct，实验室辐照CVD合成金刚石外观相似，颜色等级相当于花式深绿-蓝色。
这三颗合成物在颜色（相当于花式深绿蓝色;图2）、净度（相当于VVS2）和重量（1.12 ct、1.14 ct和1.34 ct）方面表现出非常相似的特征，以及荧光成像（图3）和光谱（图4）检测到的可比特征。
图3。所有三种辐照的CVD合成物在DiamondView中都显示出非常弱的荧光，如本文所示的1.14ct样品所示。均表现出CVD生长的特征条纹。
图4。当在液氮温度下收集时，与辐射相关的特征主导了CVD合成钻石的可见-近红外吸收光谱。特征包括：GR1为741.2nm，595nm中心为594.2nm，TR12中心为469.9nm，辐射相关峰值为464.3nm，GR2为429nm。
三颗样品的可见-近红外吸收光谱和光致发光（PL）光谱基本相同，说明它们可能是在相同或不相同的条件下生长和处理的。红外吸收光谱显示3107cm-1和1344cm-1峰非常弱。根据1344cm-1峰的综合面积，我们确定了三个样品的单个氮浓度约为0.4-0.5 ppm。可见-近红外吸收光谱显示了辐照钻石的典型特征：TR12（辐射相关特征暂时归因于469.9nm处的分裂/di间隙缺陷）、595nm中心和741.2nm处的GR1[v0]（图5）。PL光谱显示在736.6和736.9nm处有一个弱的SiV-双峰以及一个非常强的GR1中心。PL光谱还表明，在986.2 nm处存在H2峰，并且缺少596/597 nm双峰，这通常在生长的CVD合成物中看到，并且通常在生长后处理后消失。结合红外光谱中的3107cm-1峰，这表明这些钻石在辐照前经过了hpht处理。
由于它们的稀有性和个性，创造一套匹配的天然色钻石是相当具有挑战性的。相比之下，由于制造商能够控制生长条件、缺陷浓度和随后的处理参数，合成金刚石可以显示出特征和外观的均匀性。
[1]Kislabi等人，“人造金刚石单晶中3107 cm-1氢吸收峰的产生”，《金刚石及相关材料》，1996年第5卷，第1516-1518页）。
[2] J.Shigley等人，“查塔姆人造宝石实验室培育的彩色钻石”，2004年夏季G&G，第128-145页
（作者单位：南京市产品质量监督检验院）
关键词：CVD？合成钻石;辐照处理
这是一颗奇特的深灰色蓝色钻石，重0.46ct，它的紫外-可见-近红外光谱显示一个很强的GR1中心，表明经过人工辐射。此外，还发现了一个微弱的737nm硅双峰，随后用光致发光（PL）光谱（图1）进行了确认。硅双峰是CVD合成钻石的一个特征，而天然钻石中很少有硅双峰。
为了确定材料的合成来源，采集了DiamondView图像。这就需要将DiamondView设置为最高曝光时间，因为经过强辐照的钻石往往显示出非常弱的荧光，这使得图像难以解析。DiamondView图像显示了生长错位的模式，这是CVD合成材料的特征。红外光谱在1250cm-1和1116 cm-1的氮区显示出一些未知的特征。红外光谱缺乏对CVD生长的3123 cm-1氢相关缺陷的诊断，或有时在含有氢的人造金剛石中通过HTHP处理产生的3107 cm–1峰。
众所周知， CVD合成钻石是在生长后经过处理以改善颜色的，但这被视为HTHP处理或辐照和退火的结合。对CVD合成钻石进行HTHP处理可以部分或完全去除生长过程中产生的褐色。如果CVD合成物中含有氮杂质，辐照和退火将产生氮空穴心，产生粉红色到红色。
这是第一颗在GIA检测到的被辐照成蓝色的CVD合成钻石。钻石毫无疑问是合成的这一事实意味着辐照是在实验室进行的;然而这种材料在底尖附近显示出与人工辐照的天然钻石相同的颜色分区。电子对磁共振测定了20（+/-5）ppb的孤氮浓度。如果要对试样进行退火，则空位将与氮结合形成nv-中心。如上所述，有可能钻石是在最终处理前的中间阶段提交的，或者所有者认为它是天然的但经过处理的钻石。事实上，在缺少PL光谱和DiamondView图像的情况下，这个样本很容易被误认为是辐照过的天然钻石。
随着CVD合成材料越来越普遍，并受到各种各样的处理，它只会加强宝石实验室作为最可靠的将天然钻石和合成钻石鉴别区分的作用的。
图2这三颗石头分别重1.12 ct、1.14 ct和1.34 ct，实验室辐照CVD合成金刚石外观相似，颜色等级相当于花式深绿-蓝色。
这三颗合成物在颜色（相当于花式深绿蓝色;图2）、净度（相当于VVS2）和重量（1.12 ct、1.14 ct和1.34 ct）方面表现出非常相似的特征，以及荧光成像（图3）和光谱（图4）检测到的可比特征。
图3。所有三种辐照的CVD合成物在DiamondView中都显示出非常弱的荧光，如本文所示的1.14ct样品所示。均表现出CVD生长的特征条纹。
图4。当在液氮温度下收集时，与辐射相关的特征主导了CVD合成钻石的可见-近红外吸收光谱。特征包括：GR1为741.2nm，595nm中心为594.2nm，TR12中心为469.9nm，辐射相关峰值为464.3nm，GR2为429nm。
三颗样品的可见-近红外吸收光谱和光致发光（PL）光谱基本相同，说明它们可能是在相同或不相同的条件下生长和处理的。红外吸收光谱显示3107cm-1和1344cm-1峰非常弱。根据1344cm-1峰的综合面积，我们确定了三个样品的单个氮浓度约为0.4-0.5 ppm。可见-近红外吸收光谱显示了辐照钻石的典型特征：TR12（辐射相关特征暂时归因于469.9nm处的分裂/di间隙缺陷）、595nm中心和741.2nm处的GR1[v0]（图5）。PL光谱显示在736.6和736.9nm处有一个弱的SiV-双峰以及一个非常强的GR1中心。PL光谱还表明，在986.2 nm处存在H2峰，并且缺少596/597 nm双峰，这通常在生长的CVD合成物中看到，并且通常在生长后处理后消失。结合红外光谱中的3107cm-1峰，这表明这些钻石在辐照前经过了hpht处理。
由于它们的稀有性和个性，创造一套匹配的天然色钻石是相当具有挑战性的。相比之下，由于制造商能够控制生长条件、缺陷浓度和随后的处理参数，合成金刚石可以显示出特征和外观的均匀性。
[1]Kislabi等人，“人造金刚石单晶中3107 cm-1氢吸收峰的产生”，《金刚石及相关材料》，1996年第5卷，第1516-1518页）。
[2] J.Shigley等人，“查塔姆人造宝石实验室培育的彩色钻石”，2004年夏季G&G，第128-145页
（作者单位：南京市产品质量监督检验院）