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LPHT(低壓高溫)處理的粉紅色CVD合成鑽石    

林嵩暉
中華民國珠寶鑑定協會創會理事長 暨 現任理事長
大漢技術學院珠寶系助理教授
GIC寶石學博士班
GIC專任講師
曾任夢想街57號電視節目珠寶鑑定老師

根據美國GIA Gems&Gemology 2018 報告

       粉紅色鑽石在彩鑽中非常受歡迎,因此人們開始嘗試用人工製造粉紅色鑽石。粉紅色CVD合成鑽石出現在2010年的寶石市場上。它的顏色是通過多步驟工藝完成的,亦即在CVD法生長後先以HPHT處理來去除棕色色調,然後輻照處理再進行低溫退火。雖然目前已有低壓高溫(LPHT)處理的粉紅色CVD合成鑽石,但在市場上仍然少見。

      最近,有一顆粉紅CVD合成鑽石(圖)交給了日本東京中央寶石實驗室進行分級。經過檢查顯示,這顆0.192克拉明亮式切割的侯爵夫人琢形彩鑽是經過LPHT處理的CVD合成鑽石。

LPHT(低壓高溫)處理的粉紅色CVD合成彩鑽,重0.192克拉(圖)

在肉眼和一般光學顯微鏡下,這種CVD鑽石無法與相同顏色的天然鑽石區別。

但是,透過檢測CVD鑽石起源的三個特徵,可以知道它是CVD合成鑽石:

1. CH相關的吸收峰在3200和2800cm -1之間,用FTIR紅外光譜。

2. 光致發光(PL)光譜檢測有737nm處的發光峰。

3. 在DiamondView中看到的一絲層狀圖案,表明了其CVD生長結構。

然而,奇怪的現象在於並未檢測到輻照處理的相關峰。例如CVD鑽石輻照改色後,會出現常見的1450cm -1(H1a),741.1nm(GR1),594.3nm或393.5nm(ND1)相關的輻射相關峰。

此外,在FTIR傅立葉變換紅外光譜裏的四個峰3123,2901,2870,2812cm–1是位於3200和2800cm–1之間,表明這種CVD合成鑽石是被LPHT(低壓高溫)處理的。

以下證據說明它不是HPHT處理過的:

1. 在正常HPHT處理後,源於NVH0的3123cm–1峰消失。

2. 已知2901,2870和2812cm–1的峰會隨著退火溫度升高而向更高的波數方向移動。我們在CVD生長的鑽石上進行的HPHT實驗證明,在2300℃退火後,會使在1600℃退火後檢測到的2902和2871cm–1峰移動到2907和2873cm–1。而2901,2870和2812 cm -1的峰值偏移也會與退火期間的壓力有關,因為這些峰值在7 GPa較高壓力下會轉移到2902,2871和2819cm–1。而在退火溫度1600℃下,壓力值屬環境壓力下則為2900,2868和2813cm–1

3. 還檢測到紅外區域的7917和7804cm–1以及可見光範圍內的667和684nm處吸收峰,表示這是LPHT處理的鑽石特徵。從通過PL光致發光檢測到的光學中心(例如H3和NV中心)強度比的組合,可推測該樣品是在約1500-1700℃下用LPHT退火處理的CVD合成鑽石。

近年來,由於晶體生長技術和後生長技術的進步,CVD合成鑽石已經產生很多種顏色類型。儘管目前是使用HPHT來改善鑽石顏色,但隨著LPHT的進一步發展,LPHT退火處理的技術也會變得普遍。所以寶石學家需要對這種LPHT處理的鑽石中的光學缺陷更加深入了解。

 
 
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