PL (Photoluminescence) / Raman Spectroscopy

(광발광 / 라만 분광기)

보석의 고유 광흡수에 의한 전자와 공공, 불순물에 기인하여 여기가 되면 저에너지 준위로부터 고에너지 준위로 전자를 들뜨게 한다. 이것은 원자나 분자에서는 바닥상태로부터 들뜬상태로의 전이로서 표현할 수 있으며, 들뜬 상태에서 일정시간이 지나면 전자는 바닥상태로 되돌아오게 된다. 발광체에서 이러한 전이를 하는 동안에 에너지의 일부 또는 전부를 빛의 형태로 방출하게 되며, 이때 방출되는 빛이 PL(Photoluminescence)이다. PL 분광기는 특히 다이아몬드 내의 원자의 구조나 불순물의 전자 상태에 대한 정보를 얻어내는데 중요한 역할을 한다.

라만 분광기는 보석 내 분자의 진동 스펙트럼을 측정하여 물질의 구조, 분자들 상호간의 결합 상태 등에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 이를 이용해 보석의 정성분석에 사용된다.

이 기기를 이용해 무엇을 알 수 있을까?

1. 천연 다이아몬드와 랩 그로운(합성) 다이아몬드(CVD or HPHT)의 감별
2. 다이아몬드 처리 여부 확인 (HPHT processed, Irradiated 등)
3. 유색보석의 정성분석 등

FT-IR specteroscopy

(퓨리에 변환 적외선 분광기)

보석에 적외선을 쬐어 주면 낮은 에너지로 인해 원자 내 전자의 전이현상은 일으키지 못하지만, 분자의 진동, 회전, 병진 등과 같은 여러 가지 분자 운동을 일으키게 된다. 분자 진동에 의한 특성적 스펙트럼이 나타나는데 이것을 분자 진동 스펙트럼 또는 적외선 스펙트럼이라 한다. 물질의 특성적 적외선 스펙트럼을 잘 해석하면 분자 구조를 추정할 수 있고 이를 활용하여 보석의 감별에 적용한다. 첨단보석분석연구소의 적외선 분광기 홀더는 보석 측정에 맞추어 특수 제작되었다.

이 기기를 이용해 무엇을 알 수 있을까?

1. 다이아몬드 Type (다이아몬드 내 결함구조) 분류
2. 보석의 천연과 합성, 처리 감별
3. 폴리머, 오일, 왁스, 레진 등 보석(비취, 에메랄드 등) 내 주입 물질 확인
4. 루비, 사파이어의 가열 여부 확인 등

UV-Vis-NIR Spectroscopy

(자외선-가시광선-근적외선 분광기)

보석이 흡수하는 빛의 흡수율 또는 투과율로 자외선-가시광선-근적외선 영역에서 보석의 구성 원자를 파악하고 구조 분석을 할 수 있는 분석법이다. 보석 내의 낮은 에너지 상태에 있는 원자, 분자가 가시광선 및 자외선을 흡수하면 높은 에너지 상태로의 전자전이가 일어나는데, 보석 내 분자의 화학결합 상태 및 기하학적 구조 등에 따라 흡수되는 빛 에너지의 크기 및 세기가 다르게 나타난다. 이때 흡수되는 파장을 통해 원자나 분자의 종류를 알 수 있다. 첨단보석분석연구소의 자외선-가시광선-근적외선 분광기에는 다양한 보석을 측정할 수 있는 특수 제작된 액세서리가 장착되어 있다.

이 기기를 이용해 무엇을 알 수 있을까?

1. 다이아몬드의 색의 기원
2. 루비, 사파이어, 에메랄드의 산지 확인
3. 진주의 착색 여부 확인 등

ED-XRF Spectrometry

(에너지 분산형 X-선 형광 분석기)

X-선을 흡수하면 보석 내의 원자는 들뜬 상태의 이온으로 변하고 높은 에너지 준위에 있는 전자의 전이가 일어나며 바닥상태로 되돌아오게 된다. 이때 방출되는 X-선을 형광 X-선이라 한다. 안쪽 껍질의 전자가 빈 공간으로 되어 있으면 이를 채우기 위해 더 높은 순위에 있는 궤도의 전자가 이동할 때 에너지가 나오는데 이렇게 방출된 방사선은 사용된 에너지를 흡수하는 원자의 특성에 따라 달라진다. 원자 번호 11번 나트륨(Na)부터 92번 우라늄(U)까지의 원소를 정성(어떤 원소, 성분이 있는지를 분석) 및 정량(어떤 원소가 얼마나 있는지를 분석) 분석이 가능하다.

이 기기를 이용해 무엇을 알 수 있을까?

1. 보석을 구성하는 원소를 분석
2. 루비, 사파이어, 에메랄드, 투어멀린 등의 산지 확인
3. 해수와 담수진주의 감별 등

Soft X-ray radiography

(연X-선 투시기)

진주에 X-ray를 투과시켜 진주의 그림자 이미지를 얻을 수 있으며 이를 이용해 진주 내부 구조를 관찰할 수 있다.

이 기기를 이용해 무엇을 알 수 있을까?

1. 진주의 내부 구조 관찰
2. 천연진주와 양식진주의 확인 등

DiaTrueXL™

(다이아트루XL)

파장이 짧은 초단파 자외선 빛을 다이아몬드에 조사하여 다이아몬드의 형광 및 인광 이미지를 확인할 수 있다.

이 기기를 이용해 무엇을 알 수 있을까?

1. 천연과 랩 그로운(합성) 다이아몬드의 형광 및 인광 확인
2. 천연 다이아몬드와 랩 그로운(합성) 다이아몬드의 감별 등