Дронова Нона Дмитриевна
Доктор технических наук, кандидат геолого-минералогических наук, профессор кафедры «Ювелирное искусство», Высшая школа народных искусств

Аннотация:

В статье рассматриваются физико-химические особенности люминесценции драгоценных камней — явления, имеющего как фундаментальное научное, так и прикладное значение в ювелирной практике и геммологической экспертизе. Основное внимание уделено алмазам с деформационной окраской, люминесцентные свойства которых были подробно изучены автором в ходе кандидатской диссертации, успешно защищённой в 1991 году. Обсуждаются механизмы возбуждения, природа центров люминесценции, а также возможности использования спектральных характеристик в задачах аутентификации и эстетической оценки камней.

1. Введение

Люминесценция — это способность вещества испускать свет под воздействием внешнего возбуждения (ультрафиолетового, рентгеновского, катодного и пр.) при отсутствии высоких температур, вызывающих термолиз. В драгоценных камнях это явление играет важнейшую роль как в научной геммологии, так и в практике ювелирного оформления, влияя на восприятие цвета, яркости и уникальности каждого минерала.

Интерес к изучению люминесценции в ювелирных материалах особенно возрос в конце XX века. В 1991 году автором была защищена кандидатская диссертация, посвящённая исследованию люминесценции алмазов с деформационной окраской. Эта работа легла в основу последующих исследований, где люминесценция рассматривалась как тонкий инструмент верификации происхождения камней и анализа их внутренней структуры.

2. Природа люминесценции в драгоценных камнях

Люминесценция в кристаллических материалах обусловлена наличием в структуре центра излучения — дефекта, способного захватывать энергию возбуждения и возвращать её в виде фотонов. Такие дефекты могут быть как примесными атомами (азот, бор), так и структурными нарушениями (вакансии, дислокации, включения).

У алмазов, например, наиболее характерна голубая люминесценция, связанная с азотными центрами (N3, H3, NV), в то время как борированные алмазы демонстрируют бледно-голубое или синеватое свечение. Особый интерес представляют алмазы с деформационной окраской, где пластические деформации кристаллической решётки формируют комплексные центры, обладающие уникальными спектральными характеристиками. Именно эти эффекты были предметом моего диссертационного исследования.

3. Методики исследования люминесценции

Современные методы спектроскопии позволяют точно идентифицировать центры излучения. Среди них — фотолюминесцентная спектроскопия (PL), катодолюминесценция (CL) и рентгенолюминесценция (RL). Эти методы дают представление о составе примесей, термической истории и даже геологическом происхождении камня.

В 1991 году спектральный анализ в ультрафиолетовом диапазоне позволил мне впервые охарактеризовать типовую группу алмазов ювелирного качества с однородной деформационной окраской, обладающих устойчивым люминесцентным откликом на коротковолновое УФ-излучение (254 нм), что в дальнейшем позволило разработать методику визуального сортинга для ювелирной промышленности.

4. Люминесценция как инструмент геммологической экспертизы

В настоящее время люминесценция широко используется для:

  • различения природных и синтетических камней;
  • выявления окрашивания (диффузионного и радиационного);
  • определения географического происхождения (например, рубинов и сапфиров);
  • документирования индивидуальных характеристик алмаза (как способ «паспортной» идентификации).

Примером может служить применение PL-анализа для дифференциации HPHT- и CVD-синтетических алмазов, у которых характер излучения существенно отличается от природных аналогов.

5. Эстетическое значение и дизайнерский подход

С точки зрения ювелирного искусства, люминесценция — это не только диагностический инструмент, но и элемент художественной выразительности. Камни с яркой люминесценцией становятся центром композиционного акцента, особенно в вечернем освещении. Работа с таким камнем требует глубокого понимания его оптических свойств, а также продуманной стратегии подсветки в изделии.

6. Заключение

Люминесценция драгоценных камней — это междисциплинарное явление на стыке физики твёрдого тела, минералогии и ювелирного дизайна. Мой опыт, начиная с фундаментального исследования алмазов с деформационной окраской, показывает, что это направление остаётся крайне актуальным. В условиях роста синтетического рынка и цифровой сертификации роль люминесценции как инструмента идентификации и художественного выразителя только возрастает.

Ключевые слова: люминесценция, алмазы, деформационная окраска, спектроскопия, ювелирное искусство, геммология, дефекты решётки.