Fluorescenční zobrazování

Úvod

Každý diamant v sobě nese vnitřní mapu svého růstu. Krystalová mřížka zaznamenává růstovou historii v podobě hranic sektorů, přechodů vrstev a rozložení defektů, které jsou neviditelné pouhým okem i při standardním gemologickém osvětlení. Pod excitací hlubokým ultrafialovým zářením však tyto vnitřní struktury fluoreskují — a výsledný obraz odhalí, zda diamant vyrostl v zemském plášti, v HPHT lisu, nebo v CVD plazmové komoře.

Přístroj DiamondView, vyvinutý společností Diamond Trading Company (De Beers Group) a dnes standardní vybavení velkých gemologických laboratoří, je hlavním nástrojem pro tento typ analýzy. Vytváří fluorescenční obrazy, které patří mezi nejintuitivnější a nejdefinitivnější indikátory původu diamantu.

Jak DiamondView funguje

Zdroj světla

DiamondView používá xenonovou bleskovku emitující hluboké UV záření pod 225 nm — výrazně kratší vlnovou délku než standardní dlouhovlnné UV (365 nm) nebo krátkovlnné UV (254 nm). Při těchto velmi krátkých vlnových délkách excitace proniká pouze do tenké povrchové vrstvy diamantu a výsledná fluorescence pochází primárně z růstové struktury bezprostředně pod povrchem.

Proces zobrazování

1. Diamant se umístí do temné komory přístroje
2. Xenonová bleskovka vystřelí a osvětlí diamant pulzy hlubokého UV
3. Kamera zachytí fluorescenci emitovanou vnitřní strukturou diamantu
4. Lze aplikovat barevné filtry (modrý při 390 nm, zelený při 475 nm, oranžový při 550 nm, červený při 725 nm) pro izolaci specifických vlnových délek fluorescence a zvýraznění strukturálních detailů

Výsledkem je pseudobarevný obraz zobrazující růstový vzor diamantu — vizuální otisk, který se zásadně liší mezi přírodními a laboratorními diamanty.

Růstové vzory podle původu

Přírodní diamanty

Přírodní diamanty krystalizují převážně v oktaedrickém habitu s růstem probíhajícím na osmi plochách oktaedru. Během miliard let tento růst vytváří:

• Nepravidelné oktaedrické růstové vzory — růstová historie přírodního diamantu je složitá a proměnlivá, odrážející měnící se podmínky v průběhu geologického času
• Modrá fluorescence u mnoha exemplářů, způsobená centry agregátů dusíku N3
• Asymetrické, organicky působící vzory — žádné dva přírodní diamanty nevykazují identické růstové struktury
• Přerušení a obnovení růstu viditelné jako diskontinuity ve vzoru

Nepravidelná, neopakující se kvalita přírodních růstových vzorů je sama o sobě diagnostická. Příroda nevytváří geometrickou pravidelnost laboratorního růstu.

HPHT diamanty

HPHT diamanty rostou v kuboktaedrických sektorech — kombinace kubických ploch a oktaedrických ploch vyzařujících ze zárodku. Pod DiamondView:

• Křížové nebo geometrické sektorové vzory — kuboktaedrické růstové sektory se jeví jako pravidelné, symetrické dělení uvnitř kamene
• Různé barvy fluorescence v různých sektorech — protože stopové prvky (dusík, bor) se zabudovávají různou rychlostí do různých růstových sektorů, každý sektor může fluoreskovat jinou barvou nebo intenzitou
• Vysoce pravidelná, symetrická geometrie — vzor vypadá konstruovaně, nikoli geologicky

Křížový sektorový vzor je jednou z nejrozpoznatelnějších signatur na DiamondView. I bez spektroskopické analýzy dokáže zkušený operátor identifikovat HPHT původ pouze z obrazu.

CVD diamanty

CVD diamanty rostou vrstvu po vrstvě z ploché zárodečné destičky. Pod DiamondView:

• Rovnoběžné pásování nebo striace — horizontální linie probíhající obrazem, z nichž každá představuje růstovou vrstvu nanesenou z plazmy
• Jednotná směrovost — všechny rysy jsou orientovány rovnoběžně s rozhraním zárodku, odrážející jednosměrný růst CVD depozice
• Možné variace fluorescence mezi vrstvami — odrážející cykly zastavení a obnovení růstu a měnící se podmínky mezi vrstvami

Vrstvená, směrová kvalita CVD vzorů je charakteristická. Vypadá zásadně odlišně jak od nepravidelných vzorů přírodního růstu, tak od geometrických sektorů HPHT růstu.

Vizuální srovnání

Silné stránky a omezení

Silné stránky

• Vysoce definitivní. Vzory DiamondView patří mezi nejspolehlivější identifikační indikátory. Růstové vzory se zásadně liší mezi přírodními a laboratorními diamanty a jsou obtížně zaměnitelné.
• Vizuálně intuitivní. Na rozdíl od spektroskopických dat vyžadujících interpretaci lze obrazy DiamondView hodnotit vizuálně. S výcvikem se rozpoznávání vzorů stává rychlým.
• Odhaluje metodu růstu. DiamondView odlišuje nejen přírodní od laboratorních, ale také HPHT od CVD, na základě geometrie růstového vzoru.

Omezení

• Drahé vybavení. DiamondView je laboratorní přístroj se značnými pořizovacími náklady. Není praktický pro použití na maloobchodním pracovním stole.
• Vyžaduje volné nebo částečně zasazené kameny. Kámen musí být umístěn v komoře přístroje, což omezuje použití u plně zasazených šperků.
• Nutnost vyškolení operátora. Ačkoli jsou vzory vizuálně charakteristické, spolehlivá interpretace vyžaduje výcvik a zkušenosti.

Dostupnost

Přístroje DiamondView jsou instalovány ve velkých gemologických laboratořích (GIA, HRD, De Beers a dalších) a v pokročilých centrech pro testování diamantů. Kameny zaslané k hodnocení do těchto laboratoří procházejí vyšetřením DiamondView jako součástí standardního identifikačního protokolu.

V obchodním a maloobchodním prostředí je analýza DiamondView dostupná prostřednictvím služeb laboratorního zasílání. Obvykle jde o závěrečný potvrzovací krok poté, co screeningové přístroje označily kámen jako „k dalšímu přezkoumání".

Často kladené otázky

Je DiamondView nejspolehlivější identifikační metodou?

Patří k nejspolehlivějším a vizuálně nejpřesvědčivějším. V kombinaci se spektroskopií (zejména PL) poskytuje téměř jistou identifikaci prakticky všech laboratorních diamantů. Obě metody se doplňují: spektroskopie identifikuje specifická defektní centra, zatímco DiamondView vizualizuje růstovou strukturu.

Dokáže DiamondView rozlišit HPHT od CVD?

Ano. HPHT diamanty vykazují křížové kuboktaedrické sektorové vzory, zatímco CVD diamanty vykazují rovnoběžné vrstvené pásování. Oba vzory jsou vizuálně odlišné.

Co když je vzor nejednoznačný?

Nejednoznačné vzory na DiamondView jsou vzácné, ale možné, zejména u neobvyklých přírodních diamantů typu IIa nebo u diamantů se složitou růstovou historií. V těchto případech se k dosažení závěru používají spektroskopická data (FTIR, PL) společně s obrazem.

Může si spotřebitel vyžádat zobrazení DiamondView?

Spotřebitelé obvykle nemají k DiamondView přímý přístup, ale mohou zaslat diamanty do gemologických laboratoří, které tento přístroj používají. Pokud je diamant hodnocen GIA, prošel již vyšetřením DiamondView jako součástí standardního procesu hodnocení.

Shrnutí

Fluorescenční zobrazování přístrojem DiamondView odhaluje růstové vzory zakódované ve vnitřní struktuře každého diamantu. Přírodní diamanty vykazují nepravidelné oktaedrické vzory odrážející geologickou složitost. HPHT diamanty vykazují křížové kuboktaedrické sektorové vzory z kontrolovaného růstu v lisu. CVD diamanty vykazují rovnoběžné pásování z depozice vrstvu po vrstvě v plazmě. Tyto vzory jsou vysoce charakteristické, vizuálně intuitivní a patří k nejdefinitivnějším identifikačním nástrojům v gemologii — poskytují otisk metody růstu, který doplňuje spektroskopickou analýzu a je obtížně zaměnitelný.