Việc thay thế các nitrogen biệt lập là nguyên nhân tạo màu vàng cho kim cương. Vì lẽ đó mà kim cương kiểu Ib thường có màu vàng (nó cũng thường sẽ được gọi là kim cương canary). Màu vàng thuần khiết thì thật sự tồn tại đối với kim cương nhân tạo kiều Ib, nhưng lại rất hiếm khi thấy được trên kim cương thiên nhiên. Hầu hết màu thông thường của kim cương kiểu Ib là màu “lục olive”, màu pha trộn giữa lục, vàng-nâu và xám. Một số viên kim cương thiên nhiên kiểu Ib lại có sự pha trộn giữa màu cam và vàng, tuy nhiên thường thì chúng hay đi kèm với ánh màu phớt nâu hay lục. Cho đến nay kim cương kiểu Ib có màu nâu thuần khiết là loại hiếm nhất và chúng hiếm khi nặng hơn 0,25 ct.
Hình 1: Viên kim cương kiểu Ib màu nâu phớt lục nặng 1,22 ct (trên) và 3,01 ct (dưới) khi quan sát dưới ánh sáng tương đương ánh sáng ban ngày (trái) và chúng sẽ đổi sang màu nâu phớt cam khi được chiếu bằng ánh sáng nóng. Ảnh chụp bởi T. Haischwang.
Gần đây, phòng giám định GGTL có nhận hai viên kim cương màu nâu phớt lục (1,22 và 3,01 ct) để phân tích xem thông tin chúng được mua trực tiếp từ mỏ Simi, Sierra Leone là đúng hay sai. Phân tích phổ FTIR cho thấy chúng là kim cương kiểu Ib đơn thuần với thành phần nitrogen biệt lập được thay thế khoảng 3,6 và 8 ppm, theo thứ tự. Trong nguồn sáng tương đương ánh sáng ban ngày, hai viên kim cương này được phân cấp màu nâu phớt lục đậm và màu nâu phớt lục phớt vàng. Tuy nhiên, chúng cho thấy có sự khác biệt rõ về màu sắc dưới nguồn ánh sáng nóng, chúng sẽ chuyển sang màu nâu phớt cam đậm và nâu phớt vàng phớt cam (hình 1).
Khi phơi nhiễm trong dãy ánh sáng 310 – 410 nm dưới kính hiển vi có đèn tạo sự phát quang, cả hai viên kim cương cho thấy rất rõ màu phát quang là cam phớt đỏ phân bố khá đồng đều. Còn khi phơi nhiễm dưới chiếu xạ cực tím UV thông thường cũng cho các phản ứng phát quang tương tự: chúng có màu cam dưới UV sóng dài và màu cam với cường độ yếu hơn dưới UV sóng ngắn. Phổ PL ở nhiệt độ thấp (77 K), sử dụng năng lượng kích hoạt 405 và 532 nm, xác định được nguyên nhân phát quang của các viên kim cương này là do tâm NV0 (575 nm), biểu hiện bằng phổ hấp thu trong hình 2. Ngoài ra, sự giải phóng năng lượng của tâm NV– (637 nm) cũng được ghi nhận dưới tia kích hoạt 532 nm (hình 2, dưới).
Hình 2: Phổ phát quang bức xạ ở nhiệt độ thấp của viên kim cương 1,22 ct với tia kích hoạt 405 nm (trên) và 532 nm (dưới) sẽ thấy phát quang màu cam (hình đính kèm, chụp dưới dãy năng lượng kích hoạt 310 – 410 nm) là do sự khuyết tâm NV0. Ảnh đính kèm của T. Hainschwang.
Phổ hấp thu UV-Vis-NIR của các viên kim cương thu được tại mức nhiệt độ 77 K kết hợp với một mặt cầu dưới ánh sáng nóng mạnh, ghi nhận thấy sự giải phóng năng lượng của các tâm NV0 và NV– nằm trùng khớp với các dãy phổ liên tục đặc trưng của kim cương màu nâu. Hiệu quả của nguồn sáng nóng mạnh là tạo ra sự phát quang cho các tâm NV0 và NV–, điều này quyết định màu sắc hiện diện trên kim cương.
Điều quan trọng cần lưu ý là cấp màu của các viên kim cương màu này thực chất có sự ảnh hưởng bởi đặc tính phát quang. Chẳng hạn như các viên kim cương màu vàng thuần khiết có phát quang màu lục có thể sẽ được phân cấp màu là lục, mặc dù viên đá không mang sắc lục. (Tuy nhiên, kim cương gần không màu có phát quang màu xanh cực mạnh thì không được phân cấp màu là xanh). Một ví dụ đáng chú ý về kim cương với kiểu phát quang liên quan đến sự thay đổi màu là viên kim cương Tavernier màu nâu nhạt nhưng khi đặt dưới ánh sáng nóng thì nó lại có màu hồng nhạt (Y. Liu và nhóm nghiên cứu, “Hiệu ứng thay đổi màu như của đá alexandrite được nhìn thấy trên viên kim cương Tavernier là do đặc tính phát quang”, Color Research and Application, Vol. 23, No. 5, 1998, trang 323 – 327, http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1520-6378(199810)23:5<323::AID-COL8>3.0.CO;2-Y). Tuy nhiên, viên kim cương Tavernier này lại không được xem là kim cương màu vì nó phù hợp với dãy màu từ D đến Z.
Khách hàng đã được thông báo về hiện tượng thay đổi màu sắc của kim cương có liên quan đến đặc tính phát quang và hiện tượng này cũng được đăng tải trên nhiều tạp chí về đá quý. (Công Ty TNHH Giám Định Rồng Vàng – SJC lược dịch theo Thomas Hainschwang (thomas.hainschwang@gemlab.net) và Franck Notari, GGTL Gemlab–Gemtechlab Laboratory, Balzers, Liechtenstein và Geneva, Switzerland và Emmanuel Fritsch trong Gem News International, quyển G&G Fall 2011)