超硬材料网

GIA网站截图

图 1 这颗50分的高温高压合成钻石呈淡绿色，photo@Robison McMurtry

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的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。