귀금속 보석공예사, 보석디자인 전공 등 보석 감정사 요점 정리 83. 화학기상증착(CVD)법

83. 화학기상증착(CVD)법

 

HPHT 합성 다이아몬드와는 달리 CVD 합성 다이아몬드는 훨씬 낮은 압력 하에서 생
성된다. 다이아몬드 성장 챔버(Chamber) 내에서 H2와 CH4의 가스 분자들은 화학 반
응기 속의 전자파로 인하여 생성된 플라즈마 분위기에서 100만분의 1에서 1기압 사이
의 낮은 압력과 800∼1,000℃의 온도에서 확산과 대류에 의해 분리되어 다이아몬드 기
판 위에 증착되게 된다. 이러한 화학 반응은 분리된 가스가 층을 이루며 엷은 막으로 쌓
이게 하여 작고 납작한 사각형의 단결정으로 성장시키게 한다. 지금까지 생산된 최대의
CVD 합성 다이아몬드는 2014년도에 퓨어 그로운 다이아몬드에서 만든 3.04 캐럿의 다
이아몬드 원석이나, 최근 CVD 기술의 발달로 인해 향후 지속적으로 빅 사이즈를 경신
할 수 있을 것이다. CVD 다이아몬드는 주로 스퀘어 컷 혹은 직사각형 컷으로 연마를
하는데 이는 사각형의 CVD 결정에서 최대의 중량을 얻어내기 위한 것이다. CVD로 합
성된 다이아몬드의 다수는 옅은 갈색을 띠며, 질소를 거의 포함하지 않는 Ⅱa 타입의 다
이아몬드 이다. 따라서 옅은 갈색을 가진 타입Ⅱa의 CVD 합성 다이아몬드는 HPHT 과
정을 거치면서 갈색을 소멸시켜 무색에 가까운 다이아몬드로 재탄생을 시키기도 한다.
2015년 현재 CVD법으로 합성 다이아몬드를 생산해 내고 있는 곳은 퓨어 그로운 다이아
몬드, Scio, 워싱턴 다이아몬드(Washington Diamonds), Ⅱa 테크놀로지 등이 있다.

CVD 합성 다이아몬드 장치