汤峻：“绝地武士”尖晶石显色特征及其荧光增色效应【Nature, Scientific Reports】

发布时间：2023-10-11     发布：[珠宝学院]刘芳祎     阅读：79次

该研究是我院博士生汤峻在其博士阶段工作成果之一，发表于国际SCI期刊Nature子刊Scientific Reports，由我院郭颖教授及国家珠宝玉石首饰检验集团有限公司总工程师张钧指导下共同完成。

论文封面

在尖晶石系列众多品种之中，“绝地武士”尖晶石由于其明艳的粉红色以及罕见的强烈红色荧光现象而被Vincent Pardieu 于2002年所命名，并在近五年里逐渐成为尖晶石市场中最受欢迎的品种。同时，大量价实不符的现象在该艳粉色尖晶石市场中出现，由此推动了亚洲宝石学院（AIGS）在2021年8月发布“绝地武士”尖晶石分级标准并开展相应的鉴定与分级业务。因此，针对缅甸“绝地武士”尖晶石的色度学研究是近期珠宝行业的热点话题与需求。

该研究通过阐述尖晶石色度学研究现状以及荧光增色效应在宝石色度学中的重要意义，指出具有强烈荧光效应的宝石材料在测色过程中存在的显著问题，并通过三维荧光光谱（EEM）、紫外—可见光—近红外吸收光谱（UV-Vis-NIR）以及测色仪探究荧光效应对缅甸 “绝地武士”尖晶石的增色效应。研究表明，“绝地武士”尖晶石的吸收光谱呈现25500 cm^-1（伴随一个24100 cm^-1的宽吸收带）和18570 cm^-1处两个窄吸收带，是尖晶石中处于M占位的Cr³⁺产生的 ⁴A_2g → ⁴T_1g(F) 和 ⁴A_2g → ⁴T_2g(F)两种d-d轨道自旋允许电子跃迁所导致；“绝地武士”尖晶石的荧光发射光谱强度远大于普通深红色尖晶石，“绝地武士”尖晶石可以在380 nm或535 nm的激发下产生706 nm的红色荧光，虽然深红色尖晶石可以在400 nm和535 nm的激发下也产生706 nm的红色荧光，但荧光强度极低。“绝地武士”尖晶石的荧光发射光谱以674 nm、685 nm、697 nm、706 nm、716 nm和730 nm为特征，是尖晶石中Cr³⁺的²E_g → ⁴A_2g光学跃迁所致。对于“绝地武士”尖晶石而言，其被380 nm和535 nm激发产生的红色荧光强度相同，说明其不仅在长波紫外光下能呈现强红色荧光，在可见光的激发下同样也可以产生明亮的红色，这是其在日光下能够呈现鲜艳明亮的红色的原因。通过隔离光源的紫外成分研究发现，在日光下，以380 nm为主的低于460 nm的荧光为“绝地武士”尖晶石贡献了至少10%的明度和彩度，使其拥有艳丽的霓虹感。

全文链接：https://doi.org/10.1038/s41598-023-29675-w

缅甸“绝地武士”尖晶石（图源版权：汤峻）