第30卷，第8期 2010年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
天然、合成红宝石的拉曼光谱分析
祖恩东，孙一丹，张鹅翔
昆明理工大学材料与科学工程学院，云南昆明650093
Vol. 30,No. 8, pp2164-2166
August，2010
摘要天然与合成宝石一真是宝石鉴定中的难题，而拉曼光谱的半高宽，即声子“寿命"可提供宝石是天然或合成的信息。论文利用BTR111-785微型近红外拉曼光谱仪对天然、合成红宝石进行测试分析，研究表
明天然红宝石的半高宽均在10cm"以上，合成红宝石的半高宽均低于10cm1。关键词天然红宝石；合成红宝石；拉曼光谱；半高宽
中图分类号：P575.4 引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2010)08-2164-03
天然宝石和合成宝石(6.，主要应用于珠宝玉石检测部门来提高检验速度与准确度，提升服务质量。
红宝石(ruby)的化学成分为Al,O，Cr;O含量0.1%~ 3%（含Cr因而具有很强的荧光)，原子之间的相互作用很复杂(1-2)。其结构为Cv[3-5]，应用群论方法进行分析计算，其简正动模式为
T,=2A+3A+5E,+2Au+2A+4E
式中3A和2A是非活性报动，2A元和5E，为拉曼活性， 2Aa和4E，为红外活性4)，即红宝石有6个红外活性，7个拉曼活性峰(表1)。其中A为内模式拉蔓探动峰，归属于 AI+-O--A+反对称伸缩振动、O--AP+-O-伸缩报动，是红宝石的特征拉曼谱峰，其有鉴别意义。
Table1
The Raman spectra and assignment of ruby
峰位/cm-！ 416 670 311 377 749 431 451
强度强弱弱较强较强
属 Aie Ai E, E E E E
目前，国内外宝石市场上除了天然纯真、色彩艳丽、透明晶亮的宝石外，还存在大量外观、结构性质与天然产出基本相同的合成宝石。由于天然家石和合成宝石生长条件和合成条件的特殊性导致其难以区分，所以本文利用拉受光谱仪提供更精确的鉴别证据，以期通过其特征峰的半高宽来区分
收稿日期：2009-10-16，修订日期：2010-01-18
实验及结果讨论 1.1实验条件
BTR111-785微型近红外拉曼光诺仪，激发波长为（785 士1）nm，光学分辨率为10cm-1(FWHM)光谱覆盖范围为
200~2800cm=1，积分时间为90s. 2.2实验结果与讨论
本文收集了20个天然红宝石样品，12个合成红宝石样品，每个样品检测2～4个点，共采集86张图谱，有效谱图 64张。对其谱图417cm~1谱峰进行落伦兹线性拟合后（图1 ～图4)得到天然、合成红宝石的半高宽值(表2和表3)。
16000 12000-80 4 000
0
1,0002.000 Raman shift/cm
3000
Fig 1Raman spectra of natural ruby
从表2和表3中可以发现天然红宝石的半高宽均在10 cm"1以上，而合成红宝石均在10cm以下，这一半高宽的不同可能来自红宝石的生成环境的影响，目前人工合成技术
作者简介：祖恩东，1970年生，昆明理工大学材料与科学工程学院副教授万方数据
e-mail; zend88@163. com, zend1000@hotmail. com