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国产掺硼高温高压合成钻石的荧光表征

HPHT合成钻石；中红外光谱；Diamondview；磷光

随着高温高压合成钻石技术的日渐成熟，人们目前已经可以通过添加硼等元素的方法抑制氮元素杂质给钻石带来的黄色调，以达到改色的目的。然而硼的掺杂在改善颜色的同时还引入了特殊的发光性质，令钻石在短波紫外光的激发下发出不同颜色的荧光和（或）磷光。在宝石学领域，利用该发光性质可以辅助鉴别这类合成钻石。本次实验针对一批中国国产的无色高温高压合成法钻石进行DiamondView荧光/磷光图像观察，并使用显微中红外光谱仪及光致发光光光谱仪对样品的中红外吸收光谱、光致发光光谱进行采集，以期使用表征手段说明这类钻石发光性与钻石中硼元素的相关性。DiamondView图像表明这批钻石具有蓝绿色磷光（图1，2），且不同样品的磷光持续时间有很大差异（图3）。暗室肉眼观察下，其最长的磷光可以持续10分钟以上。样品的发射光谱表明蓝绿色磷光是由470 nm主峰及500 nm肩峰组成的发射谱带所造成。该发射谱带能够被215-250 nm附近的紫外光所激发，且其中230 nm光激发效率最高。随时间流逝，该谱带的强度会不断减弱。中红外光谱发现2802 cm-1的硼吸收峰的吸光度与磷光衰退速度之间存在负相关性。2802 cm-1吸收峰的存在将影响掺硼高温高压合成钻石的磷光特征。