Тип алмаза
Тип алмаза — это метод научной классификации алмазов по уровню и типу химических примесей. Алмазы делятся на пять типов: тип IaA, тип IaB, тип Ib, тип IIa и тип IIb. Измеряемые примеси находятся на атомном уровне внутри кристаллической решетки атомов углерода , поэтому, в отличие от включений , для их обнаружения требуется инфракрасный спектрометр . [1]
Различные типы бриллиантов по-разному реагируют на методы улучшения бриллиантов . В одном камне могут сосуществовать разные типы; природные алмазы часто представляют собой смесь типов Ia и Ib, что можно определить по их инфракрасному спектру поглощения. [2]
Виды алмазов
[ редактировать ]Тип I
[ редактировать ]Алмазы типа I , наиболее распространенного класса, содержат атомы азота в качестве основной примеси, обычно в концентрации 0,1%. Алмазы типа I поглощают как в инфракрасной , так и в ультрафиолетовой области, начиная с 320 нм. Они также имеют характерную флуоресценцию и видимый спектр поглощения (см. Оптические свойства алмаза ).
Тип Iа
[ редактировать ]Алмазы типа Ia составляют около 95% всех природных алмазов. Примеси азота в количестве до 0,3% (3000 ppm) группируются внутри углеродной решетки и сравнительно широко распространены. Спектр поглощения кластеров азота может привести к тому, что алмаз будет поглощать синий свет , делая его бледно-желтым или почти бесцветным. Большинство алмазов Ia представляют собой смесь материалов IaA и IaB; Эти алмазы относятся к серии Кейп , названной в честь богатого алмазами региона, ранее известного как Капская провинция в Южной Африке , месторождения которого в основном относятся к типу Ia. Алмазы типа Ia часто демонстрируют резкие полосы поглощения с основной полосой при 415,5 нм (N3) и более слабыми линиями при 478 нм (N2), 465 нм, 452 нм, 435 нм и 423 нм («линии мыса»), вызванные азотистые центры N2 и N3 . Они также демонстрируют синюю флуоресценцию в длинноволновом ультрафиолетовом излучении благодаря азотным центрам N3 (центры N3 не ухудшают видимый цвет, но всегда сопровождаются центрами N2, которые это делают). Коричневые, зеленые или желтые алмазы имеют зеленую полосу при 504 нм (центр H3), иногда сопровождаемую двумя дополнительными слабыми полосами при 537 нм и 495 нм (центр H4, большой комплекс, предположительно включающий 4 заместителя атомы азота и 2 вакансии решетки). [3]
- Тип IaA , где атомы азота расположены парами; они не влияют на цвет бриллианта.
- Тип IaB , где атомы азота находятся в крупных четных агрегатах; они придают оттенок от желтого до коричневого.
Тип Ib
[ редактировать ]Тип Ib составляет около 0,1% всех природных алмазов. Они содержат до 0,05% (500 ppm) азота, но примеси более диффузны: атомы рассредоточены по кристаллу в изолированных участках. Бриллианты типа Ib помимо синего поглощают зеленый свет и имеют более интенсивный или темный желтый или коричневый цвет, чем бриллианты типа Ia. Камни имеют интенсивный желтый , а иногда и коричневый оттенок; К этому типу относятся редкие канареечные алмазы, которые составляют лишь 0,1% известных природных алмазов. Видимый спектр поглощения постепенный, без резких полос поглощения. [4]
Тип II
[ редактировать ]Алмазы типа II не содержат заметных примесей азота. Алмазы типа II поглощают в другой области инфракрасного диапазона и пропускают ультрафиолет с длиной волны ниже 225 нм, в отличие от алмазов типа I. Они также имеют разные характеристики флуоресценции. Найденные кристаллы имеют тенденцию быть крупными и неправильной формы. Алмазы типа II образовывались под чрезвычайно высоким давлением в течение более длительных периодов времени.
Тип IIа
[ редактировать ]Алмазы типа IIa составляют 1–2% всех природных алмазов (1,8% ювелирных алмазов). Эти алмазы почти или полностью лишены примесей, а потому обычно бесцветны и обладают высочайшей теплопроводностью . Они очень прозрачны в ультрафиолете, вплоть до 230 нм. Иногда, когда алмазы типа IIa выдавливаются к поверхности Земли, давление и напряжение могут вызвать структурные аномалии, возникающие в результате пластической деформации во время роста тетраэдрической кристаллической структуры, что приводит к несовершенствам . Эти недостатки могут придать драгоценному камню желтый, коричневый, оранжевый, розовый, красный или фиолетовый цвет. Структурные деформации алмазов типа IIa можно «исправить» с помощью процесса высокого давления и высокой температуры ( HPHT ), удаляя большую часть или весь цвет алмаза. [5] Алмазы типа IIa составляют значительную часть австралийского производства. Многие известные крупные бриллианты, такие как « Куллинан» , «Кох-и-Нур» , «Леседи Ла Рона» и «Роза Луло» , относятся к типу IIa. Синтетические алмазы, выращенные с использованием процесса CVD, обычно также относятся к этому типу.
Тип IIб
[ редактировать ]Алмазы типа IIb составляют около 0,1% всех природных алмазов, что делает их одними из самых редких и очень ценных природных алмазов. Помимо очень низкого уровня примесей азота, сравнимого с алмазами типа IIa, алмазы типа IIb содержат значительные примеси бора . Спектр поглощения бора заставляет эти драгоценные камни поглощать красный, оранжевый и желтый свет, придавая бриллиантам типа IIb светло-голубой или серый цвет, хотя образцы с низким уровнем примесей бора также могут быть бесцветными. [1] Эти алмазы также являются p-типа полупроводниками , в отличие от других типов алмазов, из-за некомпенсированных электронных дырок (см. Электрические свойства алмаза ); Для этого эффекта достаточно всего лишь 1 ppm бора. Однако сине-серый цвет может также встречаться в алмазах типа Ia и не иметь отношения к бору. [6] Алмазы типа IIb имеют характерный инфракрасный спектр поглощения и постепенно увеличивают поглощение в сторону красной стороны видимого спектра.
Не ограничиваются типом зеленые бриллианты, цвет которых обусловлен воздействием различных количеств ионизирующего излучения . [1]
Большинство серо-голубых алмазов, добываемых на руднике Аргайл в Австралии, относятся не к типу IIb, а к типу Ia; эти алмазы содержат большие концентрации дефектов и примесей (особенно водорода и азота), и происхождение их цвета пока неясно. [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Уокер, Дж. (1979). «Оптическое поглощение и люминесценция в алмазе». Отчеты о прогрессе в физике . 42 (10): 1605–1659. Бибкод : 1979RPPH...42.1605W . CiteSeerX 10.1.1.467.443 . дои : 10.1088/0034-4885/42/10/001 . S2CID 250857323 .
- ^ «Оптические свойства алмазов» . Allaboutgemstones.com . Проверено 19 марта 2010 г.
- ^ Са, Э.С. Де (1977). «Исследование одноосного напряжения вибронных полос 2,498 эВ (H4), 2,417 эВ и 2,536 эВ в алмазе». Учеб. Р. Сок. А. 357 (1689): 231. Бибкод : 1977RSPSA.357..231S . дои : 10.1098/rspa.1977.0165 . S2CID 98842822 .
- ^ «Gemworld International, Inc.: Архив новостей» . Gemguide.com. Архивировано из оригинала 4 ноября 2010 г. Проверено 19 марта 2010 г.
- ^ Коллинз, AT; и др. (2005). «Высокотемпературный отжиг оптических центров алмаза I типа». Дж. Прил. Физ . 97 (8): 083517–083517–10. Бибкод : 2005JAP....97h3517C . дои : 10.1063/1.1866501 .
- ^ Jump up to: а б Якубовский, К; Адриансенс, Дж.Дж. (2002). «Оптическая характеристика природных алмазов Аргайл» (PDF) . Алмаз и родственные материалы . 11 : 125. Бибкод : 2002DRM....11..125I . дои : 10.1016/S0925-9635(01)00533-7 .