[發明專利]利用拉曼光譜區分天然與人工合成CVD鉆石的方法

在審

• 申請號: 201610261540.4
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN107305186A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 潘棟雄
• 申請（專利權）人: 潘棟雄
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 張秋越

技術領域

本發明是有關于一種區分分天然與人工合成鉆石的方法，特別是指一種利用拉曼光譜區分天然與人工合成CVD鉆石的方法。

背景技術

目前市面上出現的人工合成鉆石依據合成方法可以分成兩種，一種是化學氣相沉積法(CVD)鉆石，另一種是高溫高壓法(HPHT)鉆石，由于技術改良以及成本降低，市場上已經出現許多高質量的人工合成鉆石，而至今仍沒有一種有效方法可以區分天然鉆石與人工合成鉆石，如何有效且正確地區分天然與人工合成鉆石，是目前最需要解決的技術問題與盲點。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在提供一種利用拉曼光譜的創新技術區分天然與人工合成CVD鉆石的方法。

為達到前述目的，本發明利用拉曼光譜的創新技術區分天然與人工合成CVD鉆石的方法，包括以下步驟：提供一拉曼分析儀，其激光功率為450 mw，光譜收集時間為1～5秒，平均12次，并利用其S/N >10,000 高靈敏度的特性，再以探測頭掃描測試樣品；提供一校正單元，其用以執行自動波數與強度校正與去背景熒光，以利獲得具有正確強度與基線平坦的拉曼設定圖譜范圍；及借由校正標準化后的拉曼特征峰來鑒定天然人工合成鉆石。

依據本發明的一具體實施，該具有正確強度與基線平坦的拉曼設定圖譜范圍定義為100~3300 cm^-1。

依據本發明的另一具體實施，天然鉆石于拉曼光譜的2030 cm^-1 具有一拉曼特征峰，其強度高于CVD鉆石。

依據本發明的另一具體實施，CVD鉆石于拉曼光譜的982 cm^-1具有一拉曼熒光峰，且于2030 cm^-1并未出現或僅呈現強度接近于零的拉曼特征峰。

依據本發明的另一具體實施，經由微波法處理的CVD鉆石，其于拉曼光譜的200 cm^-1、440 cm^-1分別具有顯著的晶格缺陷峰。

附圖說明

圖1a為鉆石于拉曼光譜范圍于100 cm^-1及 3300 cm^-1之間的光譜圖。

圖1b為天然DGA 01~50的2030 cm^-1拉曼光譜的疊圖。

圖1c為天然DGA 51~100的2030 cm^-1拉曼光譜的疊圖。

圖1d為天然與人工合成CVD鉆石在2030 cm^-1的C-N鍵拉曼光譜疊圖辨別分析。

圖2a為樣本CVD-01的拉曼光譜圖。

圖2b為樣本CVD-01 的拉曼光譜的放大圖(A)，其中在982 cm^-1具有微小熒光峰。

圖2c為樣本CVD-01 的拉曼光譜的放大圖(B)，其中在2030 cm^-1峰值并沒有強度。

圖3a 為樣本CVD-02 拉曼光譜圖。

圖3b為樣本CVD-02 拉曼光譜放大圖(A)，其中在982 cm^-1具有微小熒光峰。

圖3c為樣本CVD-02拉曼光譜放大圖(B)，其中在2030 cm^-1峰值并沒有強度。

圖3d為微波法CVD鉆石晶格缺陷特征峰。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

本發明的方法利用髙性能的便攜式拉曼分析儀來成功驗證天然與合成鉆石的區別。一般的天然Ia鉆石以拉曼分析儀檢測時都會在2030 cm^-1波數位置呈現一個與氮碳(N-C)相關的振動特征峰，然而，人工合成CVD鉆石卻沒有此振動的拉曼特征峰；另外，以CVD合成的鉆石也會在982 cm^-1波數位置呈現一個來自基板的硅殘留（Si-derived)特征峰，而CVD微波法合成鉆石則另外會在200 cm^-1、440 cm^-1左右有兩個拉曼晶格缺陷峰（lattice defects)，這些拉曼特征峰都可以用來以很有效率地快速鑒定天然與人工合成鉆石的區別。