钻石的色心致色

颜色中心，简称色心，是指能选择吸收可见光的晶体结构缺陷，都属于晶体的点状缺陷。色心主要由国别射损伤，杂质聚合，以及辐射操作和杂质聚合共同产生。色心被束缚在晶格之中，其内的电子在光子能量激发下产一振动。这种电子振动会引起周围的碳原子振动，使振动能量在钻石中扩散。钻石色心均是这种振动电子型的中心，称为振动电子中心。振动电子中心的振动以纵波的形式在钻石晶体中传播。在固体物理中这种在晶体中传播的纵向振动波被秒针为声子，具有能量和频率的特性。钻石色心的光谱吸收可以由声子的理论简化模型来计算。一般情况，理论计算获得的声子吸收光谱的与实际测量的光谱十分近似。反之，也可以利用测量获得的吸收光谱来推断色心的声子特征。

声子光谱的特征是由一条锐零声子吸收线和一个具有多个吸收峰的高能宽吸收带组成。高能宽吸收带的吸收峰分别为第一，第二，第三……声子峰（哉秒针为声子线）。图为典型的N3色心的声了贞节经一，实际测量的色心吸收光谱比理论的声子特征光谱复杂，而且高能宽吸收带的吸收峰不易识别。在钻石的颜色成因，宝石学研究和鉴定中，用零声子线来代表整个声了吸收带，主要是因为零导报子线在钻石吸收光谱中比较明显，其他吸收峰不易辨别。

零声子线的强度和宽度与温度有关，温度直蒿，强度越低，宽度越宽。其原因是温度越高，钻石晶格的热振动越强，使零声子线减弱并变宽。在研究钻石的颜色成因时，为了获得零声子线分辨清晰的吸收光谱，钻石一般都是在液氮温度下测量。当研究色心对钻石颜色的影响时，钻石的可见航向光谱或可见反射光谱应该在室温下测量，以便获得真实的颜色测量数据。

当色心的电子被激发到激发态后，会自动返回基态，并国别射可风逊色，即荧光现象。理论计算所获得的色心荧光国别射光谱与相应的声子吸收光谱以零声了长为中心成镜像，实际测量获得的色心荧光光谱与理论计算荧光光谱十分吻合。色心荧光光谱与吸收光谱以零声子线成镜像这一性质为钻石光谱的定性研究提供了另一个途径：测量钻石的荧光光谱来研究色心。利用短波的激光照射钻石即可获得荧光光谱。在低温下钻石色心的激光荧光光谱较强，声声子线吸收峰也比较清晰。另外，激光荧光光谱容易测量，使用也越来越广泛。

某些色心的电子波束缚是非常强，电子的相对振动很弱，使零声子线的强度太弱而不能测得，整个零声子吸收光谱变为一个没有吸收峰。虽然这种色心无法直接由测量零声子线来确定，通过激发紫外荧光的方法可以间接加以验证。

为简明起见，以下在论述钻石颜色中心是地，以色心的零声子线的波长来代表整个颜色中心，以例与光谱学研究中标定颜色中心的惯例相对应。在钻石的光谱学研究中，只需要知道色心的零声子线即可对色心和钻石得出相应的结论。在钻石颜色色度学研究和计算时，钻石的航向光谱和反射光谱的测量应在室温下进行，所获得的光谱的零声子线和其他吸收峰都不明显，而且零声子线对颜色的影响一般要远小于宽吸收带对颜色的影响。