過去二十年單晶鉆石的培育技術突飛猛進,無論是高溫高壓法(HPHT)或化學氣相沉積法(CVD)都長足發展。珠寶業出現了許多應用方案,其中實驗室培育鉆石持續擴展市場份額,不時出現晶體大小和質量的新紀錄。就著CVD實驗室培育鉆石的最新發展,GIA紐約實驗室公布了一項最新紀錄。
圖1:上海征世科技有限公司成功生產G色VVS2凈度的CVD實驗室培育鉆石,以16.41克拉的尺寸創下最新紀錄。這顆實驗室培育鉆石在刻面前后均無進行任何后期處理改善成色。
由上海征世科技有限公司(Shanghai Zhengshi Technology Co. Ltd.)培育的公主式切工鉆石(圖1:GIA報告編號2225246686)重16.41克拉,尺寸為13.97 x 13.87 x 9.56毫米,成色等級是G,凈度等級是VVS2,孿晶紋廣泛分布,呈現波浪效果,另外有數個微細針點。根據紅外線區吸收光譜,這顆鉆石是典型的lla型鉆石。
圖2:左-在液氮溫度下以514nm激光激發收集的光致發光光譜顯示典型的生成CVD鉆石。右-在液氮溫度下以457nm激光激發收集的光致發光光譜,探測到H3 缺陷及467.6nm色心弱發射。
除鉆石本身的吸收外,并沒有在紅外線區發現其他與缺陷相關的吸收。我們在液氮溫度下以514nm激光激發收集的光致發光光譜(圖2-左)顯示零聲子線(ZPL)的NV空穴有中等強度的575.0nm及637.0nm發射,而硅空穴(SiV)則明顯探測到736.6nm及736.9nm發射,此外也探測到與NV空穴側帶重迭的596及597nm低發射,這是CVD鉆石特有的,而且在高溫下不穩定。以457nm激光激發(圖2-右)收集的光致發光光譜探測到503.5nm(H3)及467.6nm的弱發射。跟596及597nm發射一樣,467.6nm色心是CVD鉆石特有的,在極高溫下會退火。H3缺陷沒有發現發射。以上所有光譜特點確認了這是一顆育成后未經過處理改善成色的CVD鉆石。
圖3:深短波紫外線激發收集的熒光影像顯示生成CVD鉆石常見的含不規則藍色「帶狀紋理」橙紅色熒光,影像顯示鉆石最多經過七個培育步驟。
圖4:這顆大型CVD鉆石在正交偏光濾鏡下顯著錯位,因此呈現波浪效果。攝影師:Stephanie Persaud
深短波紫外線激發收集的影像顯示含藍色帶紋的橙紅色強熒光(圖3)。藍「柱」幾乎與臺面垂直,近乎連續伸展至亭部及尖底。這項特色與顯微鏡下的晶格與正交偏光濾鏡顯著錯位(圖4)和可觀察晶紋是一致的。
圖5:陰極發光(CL)影像也顯示七個培育步驟。影像中的黑點是晶格錯位導致。
根據熒光及陰極發光(CL)影像,培育最多經過七個步驟(圖5),每層的厚度相若。這顆公主式切工鉆石刻面的臺面與保留最大重量的層面平行,同時也保持了最佳比例及對稱度。
這顆16.41克拉鉆石刷新了CVD培育鉆石的紀錄,之前最大的CVD鉆石為印度制造,重14.60克拉(祖母綠式切磨;F色;VS2凈度),超越了當時最大CVD鉆石12.75克拉的重量(圓形明亮式切磨;F色;VVS2凈度),兩者皆是去年的紀錄(“IGI認證世界紀錄14.60克拉實驗室培育鉆石”,IGI GemBlog,2021年8月31日)。至于最大的無色或近乎無色HPHT實驗室培育鉆石則重15.32克拉(墊型切工;H色;I1凈度),于2018年由GIA檢測。GIA迄今檢測過的所有類型實驗室培育鉆石中,最大是一顆20.23克拉墊型切工彩鉆(艷彩橙黃色;VS2),于2019年采用HPHT法制造。GIA將繼續緊貼實驗室培育鉆石的發展,確保這類鉆石得到正確鑒定。