Asset Publisher

Asset Publisher

Kim cương tổng hợp CVD - Phần 3: Nhận biết

Kim cương tổng hợp CVD của công ty Gemesis này phát huỳnh quang màu lục dưới sóng ngắn tia cực tím của thiết bị DiamondView. Ành: Wuyi Wang.

 

Quá trình CVD (chemical vapor deposition – tích tụ hơi hóa học) đã tạo ra được kim cương tổng hợp chất lượng ngọc với tính chất gần như giống hệt kim cương thiên nhiên. Bởi vì thành phần hóa học có độ thuần khiết cao nên những sản phẩm CVD này thuộc loại IIa – kim cương thiên nhiên loại này chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ. Vì vậy bất kỳ một viên kim cương nào thuộc loại IIa đều nên gửi tới phòng giám định có những thiết bị hiện đại để kiểm tra. Bằng những thiết bị hiện đại thì đảm bảo mọi mẫu kim cương tổng hợp CVD đều được nhận biết một cách chắc chắn. Quá trình tổng hợp CVD được thực hiện dưới những điều kiện đặc biệt nên để lại những dấu vết có thể dễ dàng nhận dạng, bao gồm:

 

1. Áp suất thấp, môi trường giàu hydro năng lượng cao

2. Sự hiện diện của Silicon 3. Sự hiện diện của nitrogen tàn dư

4. Các lớp nguyên tử carbon xếp theo từng lớp (layer by layer) trên bề mặt tăng trưởng.

 

Môi trường giàu hydrogen tạo ra những khuyết tật trong mạng tinh thể (defects) gọi là những lổ hổng (vacancy), đây chính là những vị trí vắng mặt nguyên tử carbon trong mạng tinh thể kim cương. Một lổ hổng carbon nằm gầm một nguyên tử silicon có thể hình thành tâm màu silicon-vacancy (Si-V), tâm này cực kỳ hiếm trong tự nhiên. Một lổ hổng carbon nằm gầm một nguyên tử nitrogen có thể hình thành tâm màu nitrogen-vacancy (N-V), tâm này hiếm gặp trong tự nhiên. Hai tâm màu này có thể được nhận biết thông qua các thiết bị quang phổ như: phổ phát lân quang (photoluminescence), phổ sử dụng nguồn sáng cực tím và phổ hấp thu quang học. Đối với đặc điểm tăng trưởng xếp theo từng lớp, nitrogen phân bố không đều đặn trong những lớp này tạo ra những sọc tăng trưởng có thể thấy dưới thiết bị DTC DiamondView.

 

Ảnh kim cương dưới sóng ngắn tia cực tím của thiết bị DiamondView cho phép thấy những dạng phát huỳnh quang từ những hướng khác nhau.

 

Những dạng này giúp cho việc nhận dạng kim cương CVD. Ành: Kevin Schumacher. Kim cương tổng hợp CVD màu hồng cũng dễ dàng được nhận biết bởi số lượng lớn tâm N-V được phát hiện trong chúng. Kim cương CVD màu xanh dương cũng được sản xuất bằng cách thêm boron vào buồng tăng trưởng, mặc dù quá trình tổng hợp này rất chậm đến nỗi chỉ có thể tạo ra được những màng mỏng nhưng những màng mỏng này cũng thể hiện những đặc điểm của quá trình tổng hợp CVD. Tóm lại, kim cương CDV dễ dàng được nhận biết trong phòng thí nghiệm ngọc học với tất cả các mẫu có kích thước và màu sắc bất kỳ. Những đặc điểm nhận dạng CVD có thể bị biến đổi khi viên đá được xử lý nhiệt (tại áp suất cao hoặc thấp), nhưng những biến đổi này dễ hiểu và vẫn có thể cung cấp những dấu hiệu rõ ràng về kim cương CVD.

  

 

Tác giả: Robert Linares, Integrated Diamond Technologies, LLC

Dịch: Trần Minh Tân