the absorption spectroscopy and the non-destructive luminescence techniques, with well below part-per-million level
detection limit, are the preferred methods for investigating the
optical properties of the gemstones. Luminescence techniques are
capable of studying trace elements in minerals; including their
concentration, their valence state and the site that is occupied in
the crystal structure. Since the luminescence spectrum of a certain
mineral species may be highly affected by its formation process, it
is often suitable for characterising the genetic origin of the samples. Also, the generation of specific defects in mineral phases may
be enhanced by certain geological processes, therefore, their
luminescence spectra may disclose information on the specific
conditions of mineral formation and alteration processes. Such
information can be used to reconstruct the geological history of
the studied mineral specimen[1,2].
A well-known and powerful luminescence technique in gemstone analysis is cathodoluminescence, which has been widely
used for distinguishing natural gemstones from the synthetic ones,
provenance study of natural gemstones, detection of potential
treatment and also characterising color centers in the gemstones
(Ref. [2] and the items cited therein). In comparison to CL, ion
beam induced luminescence, which as a sensitive method of high
capabilities[3,4]has been employed in ion beam analysis laboratories for almost two decades, has only been applied for studying a
limited number of gemstones, such as diamond and lapis lazuli
[5,6]. The electronic excitation process of IBIL and the well-known
luminescence technique of CL are similar, however, IBIL can probe
greater and controllable depth of material, resolve depth dependent changes, and is not as sensitive as CL to the surface contaminants [3]. Also, since the excitation energy density in IBIL is
higher than CL, it can observe more minerals. The sensitivity of
IBIL to various emission bands and features is generally different
from the other luminescence methods, therefore, it can detect
different luminescence activators of samples[7].
In this research work, the potential of IBIL in studying gemstones has been examined through simulations and experiments.
Monte Carlo simulations of the interaction of proton and electron
beams with three gemstones of beryl (aquamarine variety), opal,
and topaz were performed, using SRIM [8] and CASINO [9],
respectively. The simulated results illustrate different capabilities
of IBIL in comparison to CL. The luminescence spectra of the
gemstones were collected at room temperature, employing an inContents lists available atScienceDirect
journal homepage: www.elsevier.com/locate/jlumin
Journal of Luminescence
http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.11.020
0022-2313/&2015 Elsevier B.V. All rights reserved.
n
Corresponding author.
E-mail address:tnikbakht@aeoi.org.ir(T. Nikbakht).
Journal of Luminescence 171 (2016) 154–158
air setup for IBIL. Although the luminescence spectra of the
selected gemstones have been studied earlier, to the best of our
knowledge, there is not any previous investigation on their IBIL
behavior[10–15]. The elemental compositions of the gemstones,
which are necessary for analyzing the spectra, were obtained
using the IBIL complementary technique of microPIXE. MicroPIXE
is a multi-elemental, nondestructive analytical technique, which
can detect the elements from Na to U, with the detection limit of
part-per-million. Considering the fact that the probed depths of
the sample in the two methods are almost identical, the results are
reasonably comparable.
The selected gemstones have different crystallinities and
luminosities. Aquamarine is the blue to blue–green type of beryl
with the chemical formula of Be3Al2(SiO3)6. The crystalline structure of beryl is formed of hexagonal rings of six Si–O tetrahedra.
Generally, the beryls are known as weakly or non-luminescent
gemstones, therefore, there is only a limited amount of information on their luminescence behavior[10,11]. Opal is an amorphous
or poorly crystalline hydrated silica with the chemical formula of
SiO2n[H2O], which is considered to be a luminescent gemstone
with different impurities and structural defects[12]. Also, the
chemical formula of topaz is Al2SiO4(F,OH)2, which is an aluminum
fluorosilicate. Different colors of this luminescent gemstone exist
in the nature, but the colorless crystals are the most common
types
สเปกโทรสโกดูดซึมและเทคนิคการเรืองแสงแบบไม่ทำลายด้วยดีด้านล่างส่วนต่อล้านระดับ
ขีด จำกัด ของการตรวจสอบการเป็นวิธีที่แนะนำสำหรับการตรวจสอบ
คุณสมบัติทางแสงของอัญมณี เทคนิคการเรืองแสงที่มี
ความสามารถในการศึกษาธาตุแร่ธาตุ; รวมทั้งของพวกเขา
มีความเข้มข้นของรัฐ Valence ของพวกเขาและเว็บไซต์ที่ถูกครอบครองใน
โครงสร้างผลึก ตั้งแต่สเปกตรัมเรืองแสงของบาง
ชนิดแร่อาจได้รับผลกระทบอย่างมากจากกระบวนการก่อตัวของมันก็
มักจะเป็นที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาการกำเนิดพันธุกรรมของกลุ่มตัวอย่าง นอกจากนี้รุ่นของข้อบกพร่องที่ระบุในขั้นตอนแร่อาจ
จะเพิ่มขึ้นโดยกระบวนการทางธรณีวิทยาบางอย่างดังนั้นพวกเขา
สเปกตรัมแสงเรืองอาจเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับการที่เฉพาะเจาะจง
เงื่อนไขของการก่อตัวของแร่ธาตุและกระบวนการเปลี่ยนแปลง เช่น
ข้อมูลที่สามารถใช้เพื่อสร้างประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา
ที่ศึกษาตัวอย่างแร่ [1,2].
ที่รู้จักกันดีและมีประสิทธิภาพเทคนิคการเรืองแสงในการวิเคราะห์พลอยเป็น cathodoluminescence ซึ่งได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง
ที่ใช้ในการแยกความแตกต่างอัญมณีธรรมชาติจากคนที่สังเคราะห์
ราก การศึกษาของอัญมณีธรรมชาติ, การตรวจสอบของที่มีศักยภาพ
การรักษาและพัฒนาการศูนย์สีอัญมณี
(Ref. [2] และรายการที่ถูกอ้างถึงในนั้น) ในการเปรียบเทียบกับ CL ไอออน
คานเหนี่ยวนำให้เกิดการเรืองแสงซึ่งเป็นวิธีการที่มีความสำคัญสูง
ความสามารถ [3,4] ได้รับการว่าจ้างในห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ลำแสงไอออนสำหรับเกือบสองทศวรรษที่ผ่านมามีเพียงถูกนำมาใช้สำหรับการเรียน
ในจำนวนที่ จำกัด ของอัญมณีเช่น เพชรและไพฑูรย์
[5,6] กระบวนการกระตุ้นอิเล็กทรอนิกส์ของ IBIL และที่รู้จักกันดี
เทคนิคการเรืองแสงของ CL จะคล้ายกัน แต่ IBIL สามารถ probe
ลึกมากขึ้นและสามารถควบคุมของวัสดุแก้ไขการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับความลึกและไม่เป็นความละเอียดอ่อนเป็น CL ปนเปื้อนพื้นผิว [3] นอกจากนี้เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานในการกระตุ้น IBIL คือ
สูงกว่า CL ก็สามารถสังเกตแร่ธาตุอื่น ๆ อีกมากมาย ความไวของ
IBIL วงปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่างๆและคุณสมบัติโดยทั่วไปจะแตกต่าง
จากวิธีการเรืองแสงอื่น ๆ จึงสามารถตรวจสอบ
activators เรืองแสงที่แตกต่างกันของกลุ่มตัวอย่าง [7].
ในงานวิจัยนี้มีศักยภาพของ IBIL ในอัญมณีการศึกษาที่ได้รับการตรวจสอบผ่านการจำลอง และการทดลอง.
Monte Carlo จำลองการทำงานร่วมกันของโปรตอนและอิเล็กตรอน
คานกับสามอัญมณีของ Beryl (หลากหลาย Aquamarine), โอปอล,
และบุษราคัมได้ดำเนินการโดยใช้ Srim [8] และคาสิโน [9]
ตามลำดับ ผลการจำลองแสดงให้เห็นถึงความสามารถที่แตกต่างกัน
ของ IBIL ในการเปรียบเทียบกับ CL สเปกตรัมเรืองแสงของ
อัญมณีที่ถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องจ้าง atScienceDirect รายการ inContents ใช้ได้
หน้าแรกวารสาร: www.elsevier.com/locate/jlumin
วารสาร Luminescence
http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.11 .020
0022-2313 / 2015 และ Elsevier BV สงวนลิขสิทธิ์.
n
ผู้รับผิดชอบ.
E-mail address:. tnikbakht@aeoi.org.ir. (T Nikbakht)
วารสาร Luminescence 171 (2016) 154-158
การตั้งค่าของอากาศเพื่อ IBIL แม้ว่าสเปกตรัมเรืองแสงของ
อัญมณีที่เลือกได้รับการศึกษาก่อนหน้านี้ที่ดีที่สุดของเรา
ความรู้ที่มีอยู่ไม่สอบสวนก่อนหน้าใด ๆ ใน IBIL ของพวกเขา
พฤติกรรม [10-15] องค์ประกอบธาตุของอัญมณี,
ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวิเคราะห์สเปกตรัมที่ได้รับ
โดยใช้เทคนิคการเสริม IBIL ของ microPIXE MicroPIXE
เป็นหลายธาตุเทคนิคการวิเคราะห์แบบไม่ทำลายซึ่ง
สามารถตรวจสอบองค์ประกอบจากนายูที่มีขีด จำกัด ของการตรวจสอบของ
ส่วนต่อล้าน พิจารณาข้อเท็จจริงที่ว่าระดับความลึกหยั่งของ
ตัวอย่างในสองวิธีการเหมือนกันเกือบผลลัพธ์ที่
เปรียบพอสมควร.
แร่รัตนชาติที่เลือกมี crystallinities แตกต่างกันและ
ความส่องสว่าง Aquamarine เป็นสีฟ้าชนิดสีเขียวของ Beryl
มีสูตรทางเคมีของ Be3Al2 (SiO3) 6 โครงสร้างผลึกของ Beryl มีรูปแบบของแหวนหกเหลี่ยมหก Si-O tetrahedra.
โดยทั่วไป beryls ที่รู้จักกันเป็นอย่างอ่อนหรือไม่เรืองแสง
อัญมณีดังนั้นจึงมีเพียงจำนวน จำกัด ของข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมการเรืองแสงของพวกเขา [10,11] . โอปอลเป็นอสัณฐาน
ซิลิกาไฮเดรทหรือผลึกไม่ดีที่มีสูตรทางเคมีของ
SiO2n [H2O] ซึ่งถือว่าเป็นพลอยเรืองแสง
ที่มีสิ่งสกปรกที่แตกต่างกันและข้อบกพร่องของโครงสร้าง [12] นอกจากนี้
สูตรทางเคมีของบุษราคัมเป็น Al2SiO4 (F, OH) 2 ซึ่งเป็นอลูมิเนียม
fluorosilicate สีที่แตกต่างกันของพลอยเรืองแสงนี้มีอยู่
ในธรรมชาติ แต่ผลึกไม่มีสีที่พบมากที่สุด
ประเภท
การแปล กรุณารอสักครู่..