[发明专利]利用拉曼光谱区分天然与人工合成CVD钻石的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种区分分天然与人工合成钻石的方法，特别是指一种利用拉曼光谱区分天然与人工合成CVD钻石的方法。

背景技术

目前市面上出现的人工合成钻石依据合成方法可以分成两种，一种是化学气相沉积法(CVD)钻石，另一种是高温高压法(HPHT)钻石，由于技术改良以及成本降低，市场上已经出现许多高质量的人工合成钻石，而至今仍没有一种有效方法可以区分天然钻石与人工合成钻石，如何有效且正确地区分天然与人工合成钻石，是目前最需要解决的技术问题与盲点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在提供一种利用拉曼光谱的创新技术区分天然与人工合成CVD钻石的方法。

为达到前述目的，本发明利用拉曼光谱的创新技术区分天然与人工合成CVD钻石的方法，包括以下步骤：提供一拉曼分析仪，其激光功率为450 mw，光谱收集时间为1～5秒，平均12次，并利用其S/N >10,000 高灵敏度的特性，再以探测头扫描测试样品；提供一校正单元，其用以执行自动波数与强度校正与去背景荧光，以利获得具有正确强度与基线平坦的拉曼设定图谱范围；及借由校正标准化后的拉曼特征峰来鉴定天然人工合成钻石。

依据本发明的一具体实施，该具有正确强度与基线平坦的拉曼设定图谱范围定义为100~3300 cm^-1。

依据本发明的另一具体实施，天然钻石于拉曼光谱的2030 cm^-1 具有一拉曼特征峰，其强度高于CVD钻石。

依据本发明的另一具体实施，CVD钻石于拉曼光谱的982 cm^-1具有一拉曼荧光峰，且于2030 cm^-1并未出现或仅呈现强度接近于零的拉曼特征峰。

依据本发明的另一具体实施，经由微波法处理的CVD钻石，其于拉曼光谱的200 cm^-1、440 cm^-1分别具有显著的晶格缺陷峰。

附图说明

图1a为钻石于拉曼光谱范围于100 cm^-1及 3300 cm^-1之间的光谱图。

图1b为天然DGA 01~50的2030 cm^-1拉曼光谱的叠图。

图1c为天然DGA 51~100的2030 cm^-1拉曼光谱的叠图。

图1d为天然与人工合成CVD钻石在2030 cm^-1的C-N键拉曼光谱叠图辨别分析。

图2a为样本CVD-01的拉曼光谱图。

图2b为样本CVD-01 的拉曼光谱的放大图(A)，其中在982 cm^-1具有微小荧光峰。

图2c为样本CVD-01 的拉曼光谱的放大图(B)，其中在2030 cm^-1峰值并没有强度。

图3a 为样本CVD-02 拉曼光谱图。

图3b为样本CVD-02 拉曼光谱放大图(A)，其中在982 cm^-1具有微小荧光峰。

图3c为样本CVD-02拉曼光谱放大图(B)，其中在2030 cm^-1峰值并没有强度。

图3d为微波法CVD钻石晶格缺陷特征峰。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的方法利用髙性能的便携式拉曼分析仪来成功验证天然与合成钻石的区别。一般的天然Ia钻石以拉曼分析仪检测时都会在2030 cm^-1波数位置呈现一个与氮碳(N-C)相关的振动特征峰，然而，人工合成CVD钻石却没有此振动的拉曼特征峰；另外，以CVD合成的钻石也会在982 cm^-1波数位置呈现一个来自基板的硅残留（Si-derived)特征峰，而CVD微波法合成钻石则另外会在200 cm^-1、440 cm^-1左右有两个拉曼晶格缺陷峰（lattice defects)，这些拉曼特征峰都可以用来以很有效率地快速鉴定天然与人工合成钻石的区别。