실험실에서 다이아몬드를 합성하는 데는 일반적으로 화학 기상 증착(CVD) 기술을 사용하면 4~6주, 고압 고온(HPHT) 방법을 사용하면 1캐럿 다이아몬드의 경우 약 8~10일이 소요됩니다. 이 과정에는 자연적인 형성 과정을 모방한 통제된 조건에서 다이아몬드를 성장시키는 과정이 포함됩니다.
화학 기상 증착(CVD):
CVD 공정에서는 탄소 원자를 이온 가스 반응기에 투입하여 일반적으로 700°C~1300°C의 저압과 고온에서 다이아몬드를 성장시킵니다. 가스 분자는 기판 위에서 한 층씩 분리되어 성장합니다. 이 방법은 분자가 시간당 약 0.1~10미크론의 속도로 움직이는 비교적 느린 방법입니다. 다이아몬드 씨앗을 사용하여 단결정 다이아몬드를 성장시키는 데는 약 4~6주가 소요됩니다. 성장 시간은 최종 다이아몬드 크기에 직접적인 영향을 미치며, 더 큰 다이아몬드를 형성하기 위해 흑연 층을 여러 번 제거해야 하므로 시간이 오래 걸리고 까다로운 공정입니다.고압고온(HPHT):
HPHT 방식은 합성 다이아몬드를 형성하는 데 필요한 지각의 조건을 재현한 통제된 환경에서 다이아몬드를 재배하는 방식입니다. 이 과정은 일반적으로 1캐럿 실험실 다이아몬드를 만드는 데 약 8~10일, 3캐럿 실험실 다이아몬드를 키우는 데 약 한 달이 걸립니다. 이 시간보다 빠르게 다이아몬드를 성장시키면 결정 구조가 파괴되어 보석이 조각으로 깨질 수 있습니다.
역사적 맥락:
다이아몬드의 합성은 한 세기가 넘도록 과학적 관심의 대상이 되어 왔습니다. 1893년 앙리 모이산이 시도한 것과 같은 초기 시도에는 숯을 극한의 온도로 가열하는 방법이 포함되었지만, 이러한 방법은 과학적으로 검증할 수 없었습니다. 최근이 되어서야 재현 가능한 공정이 개발되어 실험실에서 재배한 다이아몬드를 안정적으로 생산할 수 있게 되었습니다.
