[发明专利]利用拉曼在三阶光谱的特征峰区分天然与合成钻石的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种检测天然与合成钻石的方法，特别是指一种利用拉曼在三阶光谱的特征峰来快速区分天然与合成钻石的方法。

背景技术

近年来拉曼光谱被广泛运用于天然与人工合成钻石的快速区别判定，由于拉曼光谱对于样本并不需要做任何的前处理，而且对于钻石中的碳、氮等分子都可以呈现很明显的光谱特征峰来做研究分析，这些在现有资料中针对钻石中的拉曼光谱特征峰都有做完整诠释与分析，我们可据以做为重要参考。

天然未处理的钻石推论因为「氮」空位结晶构造不完整或缺陷，因此以拉曼分析仪检测时都会呈现完整的所谓拉曼二阶与三阶特征峰(图1)，至于为何会呈现这些二、三阶的拉曼特征峰，至今仍无法完全知悉其真正详细原因，但是拉曼的”钻石三阶光谱”可据以做为快速区别判定天然与人工合成钻石，因为人工合成的钻石，无论是CVD或是HPHT合成的，它们都没有这些拉曼的三阶光谱。

发明内容

本发明的目的在提供一种利用拉曼在三阶光谱的特征峰来快速区分天然与合成钻石的方法。

为达到前述目的，本发明的方法包括以下步骤：提供一拉曼分析仪，激光功率为50 mw，光谱平均收集时间为 0.1秒，平均20次，并利用其S/N >16,000 高灵敏度的特性，再以探测头扫描测试样品；提供一程序进行自动波数与强度校正，及去背景荧光，以利获得具有正确强度与基线平坦的拉曼设定图谱范围；及以校正标准化后的拉曼三阶特征峰来快速区分天然与合成钻石。

依据本发明的一具体实施，该天然钻石的光谱图于3000~4000 cm^-1波数位置间具有共同的三阶光谱3310 cm^-1、3570 cm^-1、3880 cm^-1的拉曼特征峰。

依据本发明的另一具体实施，经由化学气相沉积的合成钻石的光谱图于3120 cm^-1与3620 cm^-1处具有二个荧光特征峰。

依据本发明的另一具体实施，经由高压高温处理过的合成钻石并不具有任何的拉曼或荧光特征峰。

本发明提供的利用拉曼在三阶光谱的特征峰来快速区分天然与合成钻石的方法，利用拉曼分析仪检测时又简单又快速，又可以做「现场的快筛检」，也不破坏检测样本，而判定结论又有科学数据做支撑。

附图说明

图1为拉曼钻石一阶、二阶及三阶图示。

图2a A-F为天然未处理钻石Ia与IIa钻石拉曼光谱 A～F部分图示。

图2b为DGA01～32天然未处理钻石Ia与IIa钻石叠图。

图2c 为DGA33～64天然未处理钻石Ia与IIa钻石叠图。

图3A~图3D分别为CVD钻石 A～D。

图3-1为人工合成 CVD钻石 A～D叠图。

图4A~图4D分别为HPHT钻石 A～D。

图4-1为人工合成 HPHT钻石 A～D叠图。

图5-1为天然钻石 A & E ( 3310、3570、3880 cm-1) 及CVD 钻石 A & B (3122、3622 cm-1)叠图分析。

图5-2为天然钻石 A & E ( 3310、3570、3880 cm-1) 及HPHT 钻石 A & B叠图分析。

图6为经HPHT处理之天然钻石之拉曼光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的方法包括以下步骤：使用Toptek-Enwave (TSI) G5机型的拉曼分析仪，激光功率为50 mw，光谱平均收集时间为0.1秒，平均20次。利用其S/N >16,000 高灵敏度的特性，再以大光斑大面积探测头扫描（>100 um）测试样品，经由专用软件再做自动波数与强度校正（Auto - XY Calibration）与去背景荧光（Autobaseline），以利获得具有正确强度与基线平坦的拉曼设定图谱范围(100~4200 cm^-1)，而后再以校正标准化(Normalised)后的拉曼三阶特征峰来快速区分天然与合成钻石。本文所分析的超过70颗所有天然与合成钻石，全部都由DGA certified program 中所提供的。