Viên kim cương không màu phát lân quang mạnh

Khi viên đá đang bị chiếu bởi một dạng năng lượng điện từ mà mắt thường không thấy được (như bức xạ cực tím – UV, bức xạ tia X) thì nó có thể tự phát sáng, phản ứng này của viên đá gọi là phát huỳnh quang. Sau khi tắt nguồn bức xạ, thông thường viên đá trở lại ngay trạng thái ban đầu, còn nếu nó tiếp tục phát sáng thêm một thời gian ngắn nữa rồi mới tắt thì phản ứng này gọi là phát lân quang.

Với kim cương tự nhiên, người ta thường thấy chúng phát huỳnh quang dưới bức xạ cực tím, còn phát lân quang thì khá hiếm, chủ yếu thấy ở kim cương màu xanh kiểu IIb, kim cương đổi màu và một số kim cương màu khác. Trong trường hợp kim cương màu xanh IIb, đã có tường thuật về sự phát lân quang màu xanh, cam, đỏ kéo dài với mức trung bình là 18 giây (M. King, 1998). Tính phát lân quang ở kim cương IIb được giải thích là do cách thức chuyển tiếp điện tử từ bên cho không xác định đến bên nhận là nguyên tố bo, cho thấy thời gian suy giảm dài nhờ có một hàm lượng thấp của bo (K. Watanabe, 1997). Ở các kiểu kim cương khác, phát lân quang hiếm hơn, nếu có thì cường độ phát quang thấp và thời gian ngắn (Eaton-Magana, 2007). 

 Mới đây, Phòng lab AGT Gem nhận phân cấp một viên kim cương không màu 0,54 ct (hình 11). Khảo sát ngọc học và phổ FTIR (Hồng ngoại biến hình Fourier) chứng tỏ viên kim cương có màu D, độ sạch VVS1, kiểu IIa. Viên đá không phản ứng với UV sóng đài. Tuy nhiên, khi quan sát nó với bức xạ UV sóng ngắn năng lượng cao (< 230 nm) bằng thiết bị DiamondView thì nó phát huỳnh quang màu xanh sẫm yếu và phát lân quang màu xanh mạnh (hình 12). Không thấy bất kỳ cấu trúc tăng trưởng hay một đặc điểm bên trong nào đi cùng với sự phát quang này. Cũng có sự phát lân quang kéo dài sau khi viên đá bị bức xạ UV sóng ngắn (254 nm) bên trong một phòng tối; phải mất khoảng 4 phút thì sự phát lân quang mới tắt hoàn toàn.

Để khám phá cơ chế phát lân quang này thì đo phổ PL (phát quang bức xạ), được kích hoạt bằng cả hai tia la-de 488 và 514,5 nm trong nhiệt độ nitơ lỏng. Phổ PL này không có đỉnh 776,5 nm giống như ở kim cương xanh tự nhiên phát lân quang (Lab Notes, Fall 2005). Thay vào đó, phổ có một đỉnh phát quang mạnh và nhọn ở đỉnh 648 nm có nguồn gốc chưa rõ, còn có đỉnh GR1 ở 741 nm và tâm [N-V]⁰ ở 575 nm (hình 13).  

Các tâm quang học của sự phát lân quang trong viên kim cương kiểu IIa này khác hoàn toàn với khoáng vật kiểu IIb. Cơ chế chi tiết thì chưa được rõ, nhưng đỉnh 648 có lẽ liên quan đến sự phát lân quang ở viên đá này. (Theo Taijin Lu, Tatsuya Odaki, Kazuyoshi Yasunaga và Hajime Uesugi, GemNews Hè 2008).