彩色金刚石中过渡金属离子的谱学研究

过渡金属镍、钴和铁是高温高压法合成金刚石的常用触媒,已有研究表明：采用镍、钴作触媒所合成的金刚石中存在镍、钴离子,部分天然金刚石含有镍离子;镍、钴离子以替代方式或间隙形式进入金刚石的晶格,并能与杂质氮形成复合体。为了探寻彩色金刚石中过渡金属离子存在的谱学标志,确定镍、钴离子在彩色金刚石中的赋存状态,文章对6颗彩色天然与合成金刚石进行了扫描电镜-能谱、显微红外光谱、光致发光谱、电子顺磁共振谱(EPR)等测试研究。结果表明天然与合成的样品都具有与镍、钴有关的发光中心与EPR结构：包括西澳的蓝灰色天然金刚石中与镍有关的884.6 nm等发光中心,以及天然变色金刚石中与钴有关的发光中心。对各种谱学测试结果的综合分析,得出样品中存在镍、钴离子并与杂质氮形成各种Ni-N或Co-N复合体的结论,其中在天然金刚石中发现钴离子在该领域研究中尚属首次。