Characterization of coated colorless synthetic moissanite

Recently, Hanmi Gemological Institute & Laboratory (HGI) had an opportunity to examine 5 transparent synthetic moissanite. The round brilliants ranged from 0.93 to 0.96 ct and had a colorless, pink, yellow, blue, and red color. Advanced testing results, including Fourier-transform infrared (FTIR) and Raman spectroscopy, identified all the specimens as synthetic moissanite. Under the microscope, all samples except the colorless were confirmed to be a synthetic moissanite coated with a colored film. EDXRF chemical analysis detected very weak X-ray fluorescence peak characteristics of Ca, Ti, and Co in the colored samples. These features were not detected in the colorless sample. Raman spectroscopy investigation was unable to detect the 1332 cm^-1 (produced by sp³ bonding of carbon atoms) or the ~1550 cm^-1 (produced by graphite-related sp² bonding) peak in the colorless sample. The SEM image of the colorless sample showed no indication of a coating. The TEM image of the colorless sample revealed the presence of a 3~8 nm thick layer on the moissanite. Moreover, from the corresponding STEM Z-contrast image combined with the energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) line profiles and EDX elemental maps, this layer was estimated to be carbon, silicon and oxygen.

코팅된 무색 합성 모이사나이트의 특징

한미보석감정원은 최근에 5개의 투명한 합성 모이사나이트를 검사했다. 그 샘플들은 라운드 브릴리언트 컷의 무색, 핑크, 황색, 청색, 적색 컬러와 0.93~0.96 ct 중량을 가지고 있었다. FT-IR과 Raman 분석 결과 합성 모이사나이트임을 확인하였고, 확대검사 결과 무색을 제외한 나머지 샘플에서 코팅의 흔적이 발견되었다. EDXRF 분석 결과 무색 샘플을 제외한 모든 샘플의 코팅부분에서 Ca, Ti, Co의 미량원소가 검출되었다. 무색 샘플의 Raman 분석에서 탄소 원자의 sp³ bonding에 의해 생성되는 1332 cm^-1 또는 graphite와 관련된 sp² bonding에 의해 생성되는 ~1550 cm^-1는 발견되지 않았다. 무색 샘플의 SEM 이미지에서도 코팅의 흔적은 발견되지 않았으나, TEM 이미지에서 3~8 nm의 코팅층의 존재가 발견됐다. EDX line 프로파일과 EDX elements map을 통해 무색 샘플의 코팅층을 구성하는 원소는 C, Si, O로 추정된다.