CVD-Diamanten (Chemical Vapor Deposition) zeigen Fluoreszenz, ein Phänomen, bei dem der Diamant sichtbares Licht aussendet, wenn er ultravioletter (UV-) Strahlung ausgesetzt wird.Diese Fluoreszenz wird durch das Vorhandensein von Verunreinigungen und Defekten in der Kristallstruktur des Diamanten beeinflusst, die während des CVD-Wachstumsverfahrens eingebracht werden.Die in CVD-Diamanten beobachteten Fluoreszenzfarben können von grün, gelb-grün, gelb, orange bis rot reichen.Diese Eigenschaft ist nicht nur ein Unterscheidungsmerkmal, sondern auch ein nützliches Instrument zur Identifizierung von CVD-Diamanten, da die Fluoreszenzmuster und -farben von denen natürlicher Diamanten abweichen können.
Die wichtigsten Punkte erklärt:
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Fluoreszenz in CVD-Diamanten:
- Fluoreszenz ist die Emission von sichtbarem Licht, wenn ein Material UV-Licht ausgesetzt wird.Bei CVD-Diamanten wird dies in erster Linie durch das Vorhandensein von Stickstoff-Leerstellen (NV-Zentren) und anderen Defekten im Kristallgitter verursacht.
- Die Fluoreszenzfarben von CVD-Diamanten können sehr unterschiedlich sein, z. B. grün, gelb-grün, gelb, orange und rot.Diese Unterschiede sind auf die verschiedenen Arten und Konzentrationen von Defekten und Verunreinigungen zurückzuführen, die während des Wachstums des Diamanten vorhanden sind.
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Optische Eigenschaften von CVD-Diamanten:
- CVD-Diamanten haben hervorragende optische Eigenschaften, darunter eine hohe Durchlässigkeit vom tiefen Ultraviolett (0,23 μm) bis zu Mikrowellenlängen.Dank dieses breiten Spektrums an Durchlässigkeit sind sie für verschiedene optische Anwendungen geeignet.
- Der Brechungsindex von CVD-Diamanten beträgt 2,376 bei einer Wellenlänge von 10 μm und ist damit ähnlich hoch wie der von natürlichen Diamanten, was zu ihrer Brillanz und ihrem Funkeln beiträgt.
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Einschlüsse und Reinheit:
- Die Reinheit von CVD-Diamanten wird durch die Atmosphäre beeinflusst, in der sie gezüchtet werden.Einschlüsse, d. h. innere Merkmale oder Defekte, können sowohl die Reinheit als auch die Beschaffenheit des Diamanten beeinträchtigen.
- Einige Einschlüsse sind mit bloßem Auge sichtbar, während andere mikroskopisch klein sind.Hohe Temperaturen während des CVD-Prozesses können das Vorhandensein dieser Einschlüsse verstärken und die allgemeine Klarheit des Diamanten beeinträchtigen.
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Oberfläche und Kornstruktur:
- Die Oberflächenrauhigkeit von CVD-Diamanten nimmt mit der Dicke zu, und die Kornstruktur ist aufgrund des Wachstumsprozesses ungleichmäßig.Dies kann sich auf die optischen Eigenschaften und die Fluoreszenz des Diamanten auswirken.
- Die uneinheitliche Kornstruktur kann auch zu Schwankungen in der Fluoreszenzintensität und Farbe in verschiedenen Teilen des Diamanten führen.
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Anwendungen und Vorteile:
- CVD-Diamanten sind für ihre höhere Härte und Verschleißfestigkeit im Vergleich zu polykristallinen Diamanten (PKD) bekannt.Sie eignen sich besonders gut für die Bearbeitung von Materialien wie langspanenden Aluminium- und Magnesiumlegierungen, Aluminium mit hohem Siliziumgehalt und Wolframkarbid.
- Die einzigartigen Fluoreszenzeigenschaften von CVD-Diamanten können für verschiedene Anwendungen genutzt werden, z. B. zur Identifizierung von Edelsteinen und für optische Geräte.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Fluoreszenz von CVD-Diamanten ein komplexes Phänomen ist, das von der Kristallstruktur des Diamanten, Verunreinigungen und den Wachstumsbedingungen beeinflusst wird.Das Verständnis dieser Faktoren ist sowohl für die gemmologische Identifizierung als auch für den effektiven Einsatz von CVD-Diamanten in industriellen Anwendungen entscheidend.
Zusammenfassende Tabelle:
| Aspekt | Einzelheiten |
|---|---|
| Fluoreszenz Farben | Grün, gelb-grün, gelb, orange, rot |
| Verursacht | Stickstoff-Vakanzzentren, Defekte und Verunreinigungen in der Kristallstruktur |
| Optische Eigenschaften | Hohe Lichtdurchlässigkeit (0,23 μm bis Mikrowelle), Brechungsindex von 2,376 bei 10 μm |
| Einschlüsse & Klarheit | Beeinflusst durch die Wachstumsatmosphäre; Einschlüsse variieren in Größe und Sichtbarkeit |
| Anwendungen | Gemmologische Identifizierung, optische Geräte, Bearbeitung harter Materialien |
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