Материалы портала «Научная Россия»

В ФИАН придумали «знак качества» для алмазов

В ФИАН придумали «знак качества» для алмазов
Российские физики предложили маркировать драгоценные камни с помощью фемтосекундного лазера

В Физическом институте имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) разработали сразу два метода для прецизионной микромасштабной маркировки искусственных и естественных алмазов. Невидимые для невооружённого глаза метки здесь создают с помощью излучения фемтосекундного лазера (то есть лазера с длительностью импульса порядка 10-15 секунды).

«Бо́льшая часть добываемых в мире алмазов (около 80 %) идёт на различные технические нужды. Остальные же 20 % ювелирного качества сильно превосходят их в цене, которая значительно изменяется в зависимости от веса и качества драгоценного камня. Поэтому разработка неразрушающих и невидимых для невооружённого глаза (согласно Кимберлийскому стандарту) методов маркировки алмазов очень важна для современной ювелирной индустрии» – рассказывает руководитель лаборатории газовых лазеров ФИАН Андрей Ионин.

Перспективный способ создания таких своеобразных «знаков качества» разработали сотрудники этой лаборатории – Сергей Кудряшов, Алексей Левченко, Леонид Селезнёв и Дмитрий Синицын. Они воздействуют на алмаз излучением фемтосекундного лазера, который создаёт в нём повышенную концентрацию вакансий (дефектов в решётке алмаза, где отсутствуют атомы углерода).

«Обычно вакансии создаются с помощью электронных пучков или пучков любых высокоэнергичных частиц. Такой метод даёт однородную концентрацию вакансий по всему объёму образца. С помощью же фемтосекундного лазера, напротив, можно добиться аналогичного, но локального эффекта – маленькими кластерами вакансий нарисовать требуемую «картинку», – пояснил Левченко.

Потом эти вакансии могут связаться с примесными атомами азота, присутствующими обычно в объеме алмаза в значительных концентрациях, и образовать так называемый NV-центр (англ. nitrogen-vacancy center). Такие центры, в свою очередь, при облучении видимым светом начинают характерно флуоресцировать, а приложение внешнего СВЧ-поля способно ещё и менять интенсивность этой флуоресценции, что и позволяет определять качество алмаза по поставленной метке.

При втором способе вместо микроскопических полостей в толще минерала формируют микроскопические же вкрапления аморфной углеродной фазы. Они также способны флуоресцировать, но уже под действием света других лазеров. При этом метка создана внутри алмаза и не может быть спилена или сполирована, а её поперечный размер составляет всего около микрона.

Как рассказал один из разработчиков технологии Сергей Кудряшов, монокристаллический алмаз ювелирного качества для экспериментов предоставило НПО «Кристалл» из Смоленска, на котором ведётся работа по техническому перевооружению предприятия для выпуска более высокотехнологичной ювелирной продукции; учёные ФИАН ищут заинтересованных покупателей и среди других компаний отрасли.

Источник: www.fian-inform.ru

алмазы лазерные технологии отечественные разработки фиан

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий